Структура (программирование)
Структура — конструкция большинства языков программирования, позволяющая содержать в себе набор переменных различных типов. В языках семейства Pascal структуры традиционно называют записями (англ. record ).
С внедрением концепции объектно-ориентированного программирования понятие структуры было расширено, в частности была добавлена возможность включения в структуру функций-методов, появились ключевые слова для ограничения доступа к элементам структуры. В результате структура стала очень похожа на классы и интерфейсы, однако в большинстве языков сохранила некоторые отличия от них.
Содержание
Пример объявления структуры
Pascal
Отличия от классов
Отличия классов от структур в разных языках разнится. Отличия для языка С#:
Логический • Низший тип • Коллекция • Перечисляемый тип • Исключение • First-class function • Opaque data type • Recursive data type • Семафор • Поток • Высший тип • Type class • Unit type • Void
Абстрактный тип данных • Структура данных • Интерфейс • Kind (type theory) • Примитивный тип • Subtyping • Шаблоны C++ • Конструктор типа • Parametric polymorphism
Полезное
Смотреть что такое «Структура (программирование)» в других словарях:
Программирование — процесс составления упорядоченной последовательности действий (программы (См. Программа)) для ЭВМ; научная дисциплина, изучающая программы для ЭВМ и способы их составления, проверки и улучшения. Каждая ЭВМ является автоматом,… … Большая советская энциклопедия
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ — математическая дисциплина, изучающая математич. абстракции программ, трактуемых как объекты, выраженные на формальном языке, обладающие определенной информационной и логич. структурой и подлежащие исполнению на автоматич. устройствах. П. т.… … Математическая энциклопедия
СТРУКТУРА ИССЛЕДОВАНИЯ: — деятельностная: мотивы – цели – задачи – содержание – формы – методы – критерии – результаты; управленческая: первичный анализ – прогнозирование – программирование – планирование – организация – регулирование – контроль – анализ – корригирование… … Современный образовательный процесс: основные понятия и термины
Класс (программирование) — У этого термина существуют и другие значения, см. Класс. Класс в программировании набор методов и функций. Другие абстрактные типы данных метаклассы, интерфейсы, структуры, перечисления характеризуются какими то своими, другими… … Википедия
Нейро-лингвистическое программирование — Нейролингвистическое программирование (НЛП) (англ. Neuro linguistic programming) (также встречается вариант «нейро лингвистическое программирование») комплекс моделей, техник и операционных принципов (контекстуально зависимых убеждений),… … Википедия
Ретроспектива в программирование — Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ • Проектирование • Реализация • Тестирование • … Википедия
Структурное программирование — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Неструктурированное программирование — Структурное программирование методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 70 х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом. В … Википедия
Нейролингвистическое программирование: Библиография — Одна из статей на тему Нейролингвистическое программирование (НЛП) Основные статьи НЛП · Принципы · НЛП психотерапия · История Новый код · НЛП и наука · Библиография · Словарь Принципы и методы Моделирование · Метамодель · Милтон модель Позиции… … Википедия
Парадигма (программирование) — Парадигма программирования это совокупность идей и понятий, определяющая стиль написания программ. Парадигма, в первую очередь, определяется базовой программной единицей и самим принципом достижения модульности программы. В качестве этой единицы … Википедия
Сложные типы данных в Си
Структура — это объединение нескольких объектов, возможно, различного типа под одним именем, которое является типом структуры. В качестве объектов могут выступать переменные, массивы, указатели и другие структуры.
Структуры позволяют трактовать группу связанных между собой объектов не как множество отдельных элементов, а как единое целое. Структура представляет собой сложный тип данных, составленный из простых типов.
Общая форма объявления структуры:
После закрывающей фигурной скобки > в объявлении структуры обязательно ставится точка с запятой.
Пример объявления структуры
В указанном примере структура date занимает в памяти 12 байт. Кроме того, указатель *month при инициализации будет началом текстовой строки с названием месяца, размещенной в памяти.
При объявлении структур, их разрешается вкладывать одну в другую.
Инициализация полей структуры
Инициализация полей структуры может осуществляться двумя способами:
В первом способе инициализация осуществляется по следующей форме:
Имя элемента структуры является составным. Для обращения к элементу структуры нужно указать имя структуры и имя самого элемента. Они разделяются точкой:
Второй способ инициализации объектов языка Си с использованием функций ввода-вывода.
Объединения
Объединениями называют сложный тип данных, позволяющий размещать в одном и том же месте оперативной памяти данные различных типов.
Размер оперативной памяти, требуемый для хранения объединений, определяется размером памяти, необходимым для размещения данных того типа, который требует максимального количества байт.
Когда используется элемент меньшей длины, чем наиболее длинный элемент объединения, то этот элемент использует только часть отведенной памяти. Все элементы объединения хранятся в одной и той же области памяти, начиная с одного адреса.
Общая форма объявления объединения
Объединения применяются для следующих целей:
Например, удобно использовать объединения, когда необходимо вещественное число типа float представить в виде совокупности байтов
Результат выполнения: 
Пример Поменять местами два младших байта во введенном числе
Результат выполнения 
Битовые поля
Используя структуры, можно упаковать целочисленные компоненты еще более плотно, чем это было сделано с использованием массива.
Набор разрядов целого числа можно разбить на битовые поля, каждое из которых выделяется для определенной переменной. При работе с битовыми полями количество битов, выделяемое для хранения каждого поля отделяется от имени двоеточием
При работе с битовыми полями нужно внимательно следить за тем, чтобы значение переменной не потребовало памяти больше, чем под неё выделено.
Пример Разработать программу, осуществляющую упаковку даты в формат 
Результат выполнения 
Массивы структур
Работа с массивами структур аналогична работе со статическими массивами других типов данных.
Пример Библиотека из 3 книг
Результат выполнения 
Указатели на структуры
Доступ к элементам структуры или объединения можно осуществить с помощью указателей. Для этого необходимо инициализировать указатель адресом структуры или объединения.
Для организации работы с массивом можно использовать указатель. При этом обращение к полям структуры через указатель будет выглядеть как:
указатель — указатель на структуру или объединение;
поле — поле структуры или объединения;
Динамическое выделение памяти для структур
Пример Библиотека из 3 книг
Комментариев к записи: 34
# if ndef department_h
#define department_h
#include
struct Office
<
char title[50];
struct <
int amount; // количество сотрудников
char lastname[50]; // фамилия начальника
> inc;
struct <
int year;
int month;
> date;
#include //подключаем основную библиотеку
#include
#include //подключаем библиотеку математики
#include //подключаем библиотеку языков
#include
#include «department.h»
#define N 0
int small( struct Office* a, int n, int year, int month)
<
int i = 0, index = 0, min = 0;
while ((a[i].date.year > year) || (a[i].date.month > month) && (a[i].date.year == year)) //сравниваем дату создания с датой, введенной нами
<
i++;
>
index = i;
min = a[i].inc.amount;
for (i; i //находим самый маленький отдел и сравниваем дату с другими датами создания отдела
<
if ((a[i].inc.amount return index;
>
int main()
<
setlocale(LC_ALL, «Rus» ); //включение локализации
setlocale(LC_NUMERIC, «Eng» ); //использование «.» в дробных значениях
int n = 0, year = 0, month = 0;
n = sizeof (A) / sizeof (A[0]); //размер (в байтах) всего массива, то есть сумма всех элементов/ размер (в байтах) одной структуры (50)
for ( int i = 0; i # else
struct Office A[19];
create(A, &n);
for ( int i = 0; i #endif
Структуры
Введение
Мир вокруг можно моделировать различными способами. Самым естественным из них является представление о нём, как о наборе объектов. У каждого объекта есть свои свойства. Например, для человека это возраст, пол, рост, вес и т.д. Для велосипеда – тип, размер колёс, вес, материал, изготовитель и пр. Для товара в магазине – идентификационный номер, название, группа, вес, цена, скидка и т.д.
У классов объектов набор этих свойств одинаковый: все собаки могут быть описаны, с той или иной точностью, одинаковым набором свойств, но значения этих свойств будут разные.
Все самолёты обладают набором общих свойств в пределах одного класса. Если же нам надо более точное описание, то можно выделить подклассы: самолёт амфибии, боевые истребители, пассажирские лайнеры – и в пределах уже этих классов описывать объекты. Например, нам необходимо хранить информацию о сотрудниках компании. Каждый сотрудник, в общем, обладает большим количеством разных свойств. Мы выберем только те, которые нас интересуют для решения прикладной задачи: пол, имя, фамилия, возраст, идентификационный номер. Для работы с таким объектом нам необходима конструкция, которая бы могла агрегировать различные типы данных под одним именем. Для этих целей в си используются структуры.
Объявление структуры
Синтаксис объявления структуры
Полями структуры могут быть любые объявленные типы, кроме самой структуры этого же типа, но можно хранить указатель на структуру этого типа:
В том случае, если несколько полей имеют один тип, то их можно перечислить через запятую:
После того, как мы объявили структуру, можно создавать переменную такого типа с использованием служебного слова struct. Доступ до полей структуры осуществляется с помощью операции точка:
Структура, объявленная в глобальном контексте, видна всем. Структура также может быть объявлена внутри функции:
Можно упростить пример: синтаксис языка позволяет создавать экземпляры структуры сразу же после определения:
Структура также может быть анонимной. Тогда мы не сможем использовать имя структуры в дальнейшем.
В этом примере мы создали переменную A. Она является структурой с двумя полями.
Начальная инициализация структур
Структуру можно инициализировать во время создания как массив. Поля в этом случае будут присваиваться по порядку.
Замечание: таким образом можно только иницализировать структуру. Присваивать значение всей структуре таким образом нельзя.
Современный стандарт си позволяет инициализировать поля структуры по имени. Для этого используется следующий синтакис:
Определение нового типа
Когда мы определяем новую структуру с помощью служебного слова struct, в пространстве имён структур (оно не имеет ничего общего с пространствами имён С++) создаётся новый идентификатор. Для доступа к нему необходимо использовать служебное слово struct. Можно определить новый тип с помощью служебного слова typedef. Тогда будет создан псевдоним для нашей структуры, видимый в глобальном контексте.
Теперь при работе с типом Point нет необходимости каждый раз писать слово struct. Два объявления можно объединить в одно
Замечание. Если мы создаём новый тип-структуру, полем которого является указатель на этот же тип, то его необходимо объявлять явно с использованием служебного слова struct
Указатели на структуру
Обратите внимание на удаление массива структур: при удалении экземпляра структуры он не удаляет своих полей самостоятельно, поэтому необходимо сначала удалять поля, после этого удалять сам массив.
При вызове функции jsonUser мы передаём указатель на экземпляр структуры, поэтому внутри функции доступ до полей осуществляется с помощью оператора стрелка.
Устройство структуры в памяти
Первая структура должна иметь размер 6 байт, вторая 8 байт, третья 7 байт, однако на 32-разрядной машине компилятор VC сделает их все три равными 8 байт. Стандарт гарантирует, что поля расположены друг за другом, но не гарантирует, что непрерывно.
Есть возможность изменить упаковку структур в памяти. Можно явно указать компилятору каким образом производить упаковку полей структуры, объединений или полей класса. Каким образом это делать, зависит от компилятора. Один из самых распространённых способов прагма pack()
У неё есть несколько разновидностей, рассмотрим только одну. pragma pack(n) указывает значение в байтах, используемое для упаковки. Если параметр компилятора не заданы для модуля значения по умолчанию n 8. Допустимыми значениями являются 1, 2, 4, 8 и 16. Выравнивание поля происходит по адресу, кратному n или сумме нескольких полей объекта, в зависимости от того, какая из этих величин меньше.
Использование #pragma pack не приветствуется: логика работы программы не должна зависить от внутреннего представления структуры (если, конечно, вы не занимаетесь системным программированием или ломаете чужие программы и сети).
Приведение типов
Стандартом поведение при приведении одной структуры к другой не определено. Это значит, что даже если структуры имеют одинаковые поля, то нельзя явно кастовать одну структуру до другой.
Этот пример работает, но это хак, которого необходимо избегать. Правильно писать так
Привести массив к структуре (или любому другому типу) по стандарту также невозможно (хотя в различных компиляторах есть для этого инструменты).
Но в си возможно всё.
Но запомните, что в данном случае поведение не определено.
Вложенные структуры
Структура сама может являться полем структуры. Пример: структура Model – модель автомобиля, имеет название, номер, год выпуска и поле Make, которое в свою очередь хранит номер марки и её название.
Вложенные структуры инициализируются как многомерные массивы. В предыдущем примере можно произвести начальную инициализацию следующим образом:
P.S. подобным образом инициализировать строки не стоит, здесь так сделано только для того, чтобы упростить код.
Указатели на поля структуры и на вложенные структуры
Указатели на поля структуры определяются также, как и обычные указатели. Указатели на вложенные структуры возможны только тогда, когда структура определена. Немного переделаем предыдущий пример: «деанонимизируем» вложенную безымянную структуру и возьмём указатели на поля структуры Model:
Как уже говорилось ранее, в си, даже если у двух структур совпадают поля, но структуры имеют разные имена, то их нельзя приводить к одному типу. Поэтому приходится избавляться от анонимных вложенных структур, если на них нужно взять указатель. Можно попытаться взять указатель типа char* на поле структуры, но нет гарантии, что поля будут расположены непрерывно.
Примеры
1. Стек, реализованный с помощью структуры «Узел», которая хранит значение (в нашем примере типа int) и указатель на следующий узел. Это неэффективная реализация, которая требует удаления и выделения памяти под узел при каждом вызове операции push и pop.
3. Структура Линия, состоит из двух структур точек. Для краткости реализуем только пару операций
Обратите внимание на операции создания и копирования линии. Обязательно нужно копировать содержимое, иначе при изменении или удалении объектов, которые мы получили в качестве аргументов, наша линия также изменится. Если структура содержит другие структуры в качестве полей, то необходимо проводить копирование содержимого всех полей. Глубокое копирование позволяет избежать неявных зависимостей.
4. Структура комплексное число и функции для работы с ней.
Основные структуры данных. Матчасть. Азы
Все чаще замечаю, что современным самоучкам очень не хватает матчасти. Все знают языки, но мало основы, такие как типы данных или алгоритмы. Немного про типы данных.
Еще в далеком 1976 швейцарский ученый Никлаус Вирт написал книгу Алгоритмы + структуры данных = программы.
40+ лет спустя это уравнение все еще верно. И если вы самоучка и надолго в программировании пробегитесь по статье, можно по диагонали. Можно код кофе.
В статье так же будут вопросы, которое вы можете услышать на интервью.
Что такое структура данных?
Структура данных — это контейнер, который хранит данные в определенном макете. Этот «макет» позволяет структуре данных быть эффективной в некоторых операциях и неэффективной в других.
Какие бывают?
Линейные, элементы образуют последовательность или линейный список, обход узлов линеен. Примеры: Массивы. Связанный список, стеки и очереди.
Нелинейные, если обход узлов нелинейный, а данные не последовательны. Пример: граф и деревья.
Основные структуры данных.
Массивы
Массив — это самая простая и широко используемая структура данных. Другие структуры данных, такие как стеки и очереди, являются производными от массивов.
Изображение простого массива размера 4, содержащего элементы (1, 2, 3 и 4).
Каждому элементу данных присваивается положительное числовое значение (индекс), который соответствует позиции элемента в массиве. Большинство языков определяют начальный индекс массива как 0.
Бывают
Одномерные, как показано выше.
Многомерные, массивы внутри массивов.
Основные операции
Вопросы
Стеки
Стек — абстрактный тип данных, представляющий собой список элементов, организованных по принципу LIFO (англ. last in — first out, «последним пришёл — первым вышел»).
Это не массивы. Это очередь. Придумал Алан Тюринг.
Примером стека может быть куча книг, расположенных в вертикальном порядке. Для того, чтобы получить книгу, которая где-то посередине, вам нужно будет удалить все книги, размещенные на ней. Так работает метод LIFO (Last In First Out). Функция «Отменить» в приложениях работает по LIFO.
Изображение стека, в три элемента (1, 2 и 3), где 3 находится наверху и будет удален первым.
Основные операции
Вопросы
Очереди
Подобно стекам, очередь — хранит элемент последовательным образом. Существенное отличие от стека – использование FIFO (First in First Out) вместо LIFO.
Пример очереди – очередь людей. Последний занял последним и будешь, а первый первым ее и покинет.
Изображение очереди, в четыре элемента (1, 2, 3 и 4), где 1 находится наверху и будет удален первым
Основные операции
Вопросы
Связанный список
Связанный список – массив где каждый элемент является отдельным объектом и состоит из двух элементов – данных и ссылки на следующий узел.
Принципиальным преимуществом перед массивом является структурная гибкость: порядок элементов связного списка может не совпадать с порядком расположения элементов данных в памяти компьютера, а порядок обхода списка всегда явно задаётся его внутренними связями.
Бывают
Однонаправленный, каждый узел хранит адрес или ссылку на следующий узел в списке и последний узел имеет следующий адрес или ссылку как NULL.
Двунаправленный, две ссылки, связанные с каждым узлом, одним из опорных пунктов на следующий узел и один к предыдущему узлу.
Круговой, все узлы соединяются, образуя круг. В конце нет NULL. Циклический связанный список может быть одно-или двукратным циклическим связанным списком.
Самое частое, линейный однонаправленный список. Пример – файловая система.
Основные операции
Вопросы
Графы
Граф-это набор узлов (вершин), которые соединены друг с другом в виде сети ребрами (дугами).
Бывают
Ориентированный, ребра являются направленными, т.е. существует только одно доступное направление между двумя связными вершинами.
Неориентированные, к каждому из ребер можно осуществлять переход в обоих направлениях.
Смешанные
Встречаются в таких формах как
Общие алгоритмы обхода графа
Вопросы
Деревья
Дерево-это иерархическая структура данных, состоящая из узлов (вершин) и ребер (дуг). Деревья по сути связанные графы без циклов.
Древовидные структуры везде и всюду. Дерево скилов в играх знают все.
«Бинарное дерево — это иерархическая структура данных, в которой каждый узел имеет значение (оно же является в данном случае и ключом) и ссылки на левого и правого потомка. » — Procs
Три способа обхода дерева
Вопросы
Trie ( префиксное деревое )
Разновидность дерева для строк, быстрый поиск. Словари. Т9.
Вот как такое дерево хранит слова «top», «thus» и «their».
Слова хранятся сверху вниз, зеленые цветные узлы «p», «s» и «r» указывают на конец «top», «thus « и «their» соответственно.
Вопросы
Хэш таблицы
Хэширование — это процесс, используемый для уникальной идентификации объектов и хранения каждого объекта в заранее рассчитанном уникальном индексе (ключе).
Объект хранится в виде пары «ключ-значение», а коллекция таких элементов называется «словарем». Каждый объект можно найти с помощью этого ключа.
По сути это массив, в котором ключ представлен в виде хеш-функции.
Эффективность хеширования зависит от
Вопросы
Список ресурсов
Вместо заключения
Матчасть так же интересна, как и сами языки. Возможно, кто-то увидит знакомые ему базовые структуры и заинтересуется.
Спасибо, что прочли. Надеюсь не зря потратили время =)
PS: Прошу извинить, как оказалось, перевод статьи уже был тут и очень недавно, я проглядел.
Если интересно, вот она, спасибо Hokum, буду внимательнее.
C Урок 25. Структуры
В данном уроке мы познакомимся со структурами, для чего они нужны и как мы их можем использовать в наших программах.
Нередко в программе может потребоваться объединить несколько переменных различного типа в какой-то один набор для достижения той или иной общей цели. Например, нам нужно описать какой-нибудь товар и создать для него какую-то переменную, которая могла бы хранить ряд его свойств – наименование полное, наименование краткое, вес, цену, количество, единицу измерения и так далее. Эти свойства здесь имеют, как мы видим, различный тип данных, здесь есть и строки, есть и числа с плавающей точкой, могут быть и другие типы данных, а объединить мы их все хотим в какую-то общую группу, присвоить ей какое-то своё отдельное имя, создавать потом с этим именем переменные и обращаться к ним по данному имени, чтобы получить затем вышеперечисленные значения, а также их изменять в ходе нашей программы.
Вот именно в такой ситуации нам на помощь и приходят структуры.
Структура в языке C – это сгруппированные (ая) под одним именем одна или несколько переменных (возможно, различных типов). В качестве этих переменных могут быть также массивы данных, указатели на различные типы данных, также переменные других типов структур и т.д.
Вот общий вид объявления структуры
Это самое классическое объявление структур, но используется часто.
Вот так например, мы можем описать структуру для какого-то товара
struct goods
char nm [60];
float amount ;
char measure [20];
float price ;
float wieght ;
Затем в коде мы можем объявлять переменные типа нашей структуры вот таким образом
struct goods st1;
Затем мы можем обращаться к данным нашей структуры через точку.
Давайте проинициализируем переменные нашей структуры, которые, кстати, называются ещё полями
st1. amount = 551.;
st1. price = 350.35;
st1. wieght = 50.;
Объявлять наши структуры мы можем также и через стандартное объявление типов с помощью директивы typedef, тогда уже имя типа данных нашей структуры будет следовать после блока с переменными
typedef struct
char nm [60];
float amount ;
char measure [20];
float price ;
float wieght ;
> goods ;
Переменные типов таких структур мы уже объявляем без ключевого слова struct
goods st1;
После этого мы с данной переменной работаем таким же образом, как и с переменными типов структур, объявленных классическим способом.
Также не лишним будет упомянуть, что переменные наших структур могут использоваться в функциях в качестве возврата. Это один из способов вернуть сразу несколько значений разного типа из функции.
Инициализировать поля переменных типов структур мы можем также и во время их объявления.
Например, наш товар мы можем описать вот таким способом
Также структуры можно объявлять с помощью создания указателей на них, но это будет рассмотрено в более поздних уроках, когда мы познакомимся с указателями и их использованием.
А, думаю, что пока нам теории по структурам вполне достаточно.
Давайте теперь поработаем со структурами практически.
Создадим проект с именем MYPROG25, который был сделан на основе проекта прошлого урока с именем MYPROG24.
Откроем наш проект в Eclipse, произведём его первоначальную настройку и удалим весь наш код из функции main() за исключением возврата, а то больно много там всего набралось. Функция main() приобретёт вот такой вид
int main()
return 0; //Return an integer from a function
Удалим также объявление перечисления, в том числе и закомментированное, также объявление переменной пользовательского типа. Удалим функции print_res и my_counter с их телами, а также прототипы на них.
Представим, что у нас есть задача описать несколько студентов, у которых будут ФИО, возраст и информация о том, на каком курсе данный студент обучается, так сказать, минимальная информация.
Объявим вот такую глобальную структуру (хотя если мы с данной структурой хотим работать только в рамках какого-то блока, то она вполне имеет право быть и локальной)