Требования к выполнению лабораторной работы

Пример определения структуры с простыми полями для хранения данных по служащему: ФИО – строка длиной 20, возраст – целое число целое, пол – символ, количество детей – целое число.

struct Employee

{

    char fio [20];

    unsigned sort age;              //возраст 0..100 – 2байта

    unsigned char sex;             // пол М или Ж -1 байт

    unsigned sort children; // количество детей – 2 байта

};

Employee e;             // e – переменная типа Employee

Формат определения списка битовых полей

Используется для более экономного использования памяти. Очень эффективно использовать структуру с битовыми полями в структуре типа uion.

В списке битовых полей могут быть указаны два вида полей:

· Битовое поле;

· Заполнитель.

Формат определения битового поля

спецификатор типа имя типа:количество битов

Формат определения заполнителя

Поле – заполнитель  используется для выравнивания битовых полей на границу определенного бита.

 спецификатор типа : количество битов

Пример определения битовых полей

Организации прямого доступа к трем первым битам, двум битам с номерами, 7 и 8, и четырем старшим битам ячейки типа short.

struct two_byte

{

    unsigned short bit13_14_15:3;

    unsigned short : 4;

    unsigned short bit7_8:2;

    unsigned short : 4;

    unsigned short bit0_1_2:3;

};

two_byte x;              //переменная типа two_byte

Правила создания типа struct

1. Имя поля должно быть уникально в пределах одного типа struct.

2. Тип поля – это любой тип языка, включая массивы и структуры Си.

3.Если несколько полей имеют одинаковый тип, то их имена можно перечислить через запятую.

Примеры определения переменных типа struct

1) Для хранения информации о точке на плоскости.

struct point

{

 double x,y;

};

point P;

2) Определение переменной и ее инициализация

struct point

{

 double x,y;

};

point P={0,1};

3) Переменная должна хранить фамилию студента и шесть оценок за экзамены в сессию.

struct TSessia

{

    char Fam[40];

    unsigned short marks[6];

};

TSessia S;

TSessia S={“Иванов”,{4, 5, 4, 5, 4, 5};

4) Переменная должна хранить анкетные данные сотрудника: фамилия, дата рождения, адрес.

Дата рождения характеризуется тремя значениями: номер дня, номер месяца, номер года.

Адрес характеризуется значениями: город, улица, номер дома, номер квартиры.

Определим три структуры: Tdate, Tadress, TEmploye

struct Tdate

{

    unsigned short day;

    unsigned short month;

    unsigned short year;

};

struct Tadress

{

    char city[30];

    char street[50];

    unsigned short NumHause, NumRoom;

};

struct Temploye

{

    char Fam[40];

    Tdate Date;

    Tadress Adress;

};

Temploye E;

Temploye   E1={“Иванов”,{1,12,1999},{“Москва”, “ул.Xxxxxx”, 15,20}};

Tadress A;

Tdate d;

5) Массив структур. Требуется хранить данные по 40 точкам на плоскости.

Tpoint mas[40];

Пример более экономного использования памяти для размещения переменной

struct emp

{

    char fam[40];

unsigned short age; // возраст

    unsigned short sex; //пол

    unsigned short child; //количество детей

};

emp e;   //для переменной 46 байт

Значение возраста до 120 – достаточно 7 бит, для значения пола достаточно одного бита, для количества детей достаточно 5 бит. В итоге всего достаточно 13 бит. Так как память выделяется байтами, то под эти значения достаточно двух байтов.

struct emp

{

    char fam[40];

unsigned short age:7; // возраст

    unsigned short sex:1; //пол

    unsigned short child:5;   //количество детей

    unsigned short:3;

};

emp e; //объем памяти переменной 42 байта

Представление переменной типа struct в памяти

1) Переменная R для представления точки на плоскости

Tpoint R;

2) Переменная S типа Tsession

3) Переменная Е типа TEmploye

Доступ к значению поля в структуре

Доступ к полю прямой – по имени поля - уточненное имя. Уточненное имя формируется по правилу:

имя переменной.имя поля.

Если имя поля в свою очередь представляет переменную типа запись, то правило распространяется на имя этого поля.

Примеры формирования имени.

1) Имя поля переменной R

Tpoint R;

R.x или R.y

2) Доступ к значению оценки по третьему экзамену в сессию.

TSession S;

S.marks[3]

3) Доступ к значению поля сity переменной E.

TEmploye E;

E.Adress.сity или E.Adress.street

4) Доступ к полю элемента массива.

Tpoint mas[40];

mas[3].x или mas[3].y

5) Доступ к битовым полям

e.age=43;

6) Структура и указатель

TEmploye *e;

Доступ к полю через разыменование. Два способа:.

· явно

              имя поля (*указатель).имя поля

· неявно

              указатель->имя поля

Employee *e2;

int main(int argc, char* argv[])

{         

// способ 1- явное разыменование

       cout<<(*e2).fio;                //скобки (*e2). т.к. операция «точка» имеет                                                          // приоритет выше чем *

       cout<<(*e2).age<<endl;

//способ 2 – неявное разыменование

       cin>>(e2->fio);

       cin>>age;

       e2->age=age;

       cout<<(e2->fio);

       cout<<(e2->age)<<endl;   return 0;

}

Расчет объема памяти, выделяемого переменной типа struct

Количество байтов памяти, выделяемой простым полям плюс количество байтов для списка битовых полей, с учетом выравнивания полей на границу в соответствии с типом поля.

Правила выравнивания: поля в памяти выравниваются на границу (номер байта) кратной своему размеру.

1 байтовые поля не выравниваются (на границу байта);

2 байтовые поля на четные позиции;

3 байтовые на позиции кратные четырем.

Пример структуры с выравниванием

struct ex1

{

    char x;

    int y;

} A;

Переменной А выделено 8 байт, так как поле y выравнено на границу байта 4.

Рис. Представление переменной А в памяти

    Количество памяти можно определить функцией sizeof(имя типа).

Операции над переменными типа struct

Присваивание

1 Статической переменной типа struct можно присвоить однотипную структуру (выражение).

Temploye   E,E1={“Иванов”,{1,12,1999},{“Москва”, “ул.Xxxxxx”, 15,20}};

E=E1;

2 Указателю на структуру данных можно присвоить указатель на однотипную структуру, но оба указателя будут ссыаться на одно и то же значение.

Заполнение записи (структуры)

Выполняется по полям. Каждое поле заполняется отдельно.

Операции над полями

Над полями выполняются операции в соответствии с типом поля.

Пример выполнения операций над массивом структур.

Результаты сессии группы из n студентов

· Ввод данных по сессии одного студента.

· Вывод данных по сессии одного студента..

· Заполнение массива данными сессии по студентам группы.

· Поиск результатов сессии заданного студента, по его фамилии.

· Определить средний балл группы студентов.

Все операции оформить функциями.

Реализация

#include "stdafx.h"

#include "iostream"

#define n 2

using namespace std;

struct TSession

{

char Fam[40];

unsigned short marks[6];

};

// Ввод данных по сессии одного студента.

void inp_sessin_1(TSession *s)//изменяется в функции

{

int i;

puts("Fam="); scanf("%s",&(*s).Fam);//разыменование

puts("Vvedite 6 chisel");

for(i=0;i<6;i++)

{

        scanf("%d",&(*s).marks[i]);

}

}

// Заполнение массива данными сессии по студентам группы.

void inp_massiv_group(TSession *mas, int nn)//а это массив сессий

{

int i;

for(i=0;i<nn;i++)

{

       inp_sessin_1(&mas[i]);

}

}

// Вывод данных по сессии группы студентов

void out_massiv_group(TSession *mas, int nn)

{

int i,j;

for(i=0;i<nn;i++)

{

       printf("%s", mas[i].Fam);

       for(j=0;j<6;j++)

       printf("%d ", mas[i].marks[j]);

       printf("\n");

}

}

// Вывод данных по сессии одного студента..

void out_sessia(TSession s)

{

int j;

       printf("%s", s.Fam);

       for(j=0;j<6;j++)

       printf("%d ", s.marks[j]);

}

// Поиск результатов сессии заданного студента, по его фамилии.

TSession finde(TSession *mas, int nn,char *fam)

{

int i;

for(i=0;i<nn;i++)

{

       if(strcmp(mas[i].Fam,fam)==0)

       {

             return mas[i];

       }

}

}

// Определить средний балл группы студентов.

double average(TSession *mas, int nn)

{

int i,j;

double s=0;

for(i=0;i<nn;i++)

{

       for(j=0;j<6;j++)

       s=s+mas[i].marks[j];

}

return s/nn;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

TSession Group[n];

inp_massiv_group(Group, 2);

char f[20];

getchar();

puts("Fam="); gets(f);

puts(f);

out_sessia(finde(Group,n,f));

printf("\n Srednii Ball = %lf",average(Group,n));

return 0;

}

Пример управления битами ячейки памяти посредством битовых полей.

Требования к выполнению лабораторной работы

Требуется создать сначала консольное одномодульное приложение, затем из одномодульного создать многомодульное приложение.

Задание 1. Создание одномодульного приложения

1. Включить в приложение тип данных, который определяет структуру варианта.

2. Разработать тип – динамический массив, элементами которого является структура (далее запись), определенная вариантом и реализованная в соответствии с п.1.

3. Разработать функции:

· заполнение отдельной записи;

· вывод записи;

· добавление нового элемента (записи) в динамический массив;

· сортировка массива записей (методом, указанным в варианте);

· подзадач, которые будут выявлены вами при разработке дополнительной операции;

· вывод массива записей;

· вывод результатов операций.

Примечание. Обмен данными между функциями обеспечить через механизм параметров.

4. Разработать консольное приложение, управляемое пользовательским интерфейсом и продемонстрируйте работу всех операций.

Задание 2. Создание многомодульного приложения

Создание многомодульного приложения.

Создайте копию приложения, созданного в задании 1.

1. Создайте заголовочный файл с именем Unit_Def и переместите (т.е. в коде его не будет) в него из кода приложения:

· определение типа записи;

· определение типа массива записей.

2. Создайте модуль Unit_Input_Output,

· включите в него:

·  модуль Unit_Def , используя для включения директивы препроцессора по условной компиляции

· переместите в него функции:

· заполнение отдельной записи;

· вывод записи;

· вывод массива записей;

· вывод результатов операций.

3. Создайте заголовочный файл с именем Unit_Operation

·  включите в него модуль Unit_Def

·  переместите в него функции:

· добавление нового элемента в динамический массив;

· подпрограммы по сортировке массива и дополнительным операциям.

4. Проверьте работоспособность приложения. Оно должно выполнять все операции как и в одномодульном.

Таблица 5

Варианты заданий

Пример разработки одномодульно

[1] При вводе данных в строковые поля предусмотреть преобразование их к формату: первая буква большая, остальные маленькие)