Структура (структурный тип, шаблон структуры) – это тип, определяемый пользователем с использованием ключевого слова struct для объединения в единое целое, имеющее имя, множества поименованных элементов (полей данных), в общем случае, разных типов.
Определение структуры (структурного типа, шаблона структуры) задает внутреннюю организацию структурных переменных после их определения и никак не связано с резервированием памяти компилятором, не создает никаких переменных. Структурный тип только задает правила формирования структурной переменной, используемые компилятором при последующем определении структурной переменной для выделения ей места в памяти и организации доступа к ее полям. Структурный тип имеет уникальное имя в пределах области определения. Имя структурного типа используется при определении структурных переменных аналогично встроенным типам.
struct date{
int day;
int month;
int year;
char mon_name[10];
};
имя (тег) структуры
элементы структуры (поля, члены-данные)
ключевое слово
определение структуры (структурного типа, шаблона структуры)
Синтаксис определения структуры (структурного типа, шаблона структуры):
pattern_name – имя шаблона, удовлетворяющее правилам задания идентификаторов языка;
type1, type2, … typeN – любые типы;
field_name1, field_name2, …, field_nameN – имена полей, удовлетворяющие правилам задания идентификаторов языка.
Элементом структуры в С++ может быть и функция.
Примеры определений структурного типа:
//1
struct PointRecType //структурный тип «точка»
{ int x, y;
};
!!! Для определения точки можно использовать предопределенную в заголовочном файле windows.h структуру POINT, соответствующую структуре PointRecType.
//2
struct ColorPointRecType //структурный тип «цветная точка»
{ int x, y;
unsigned color;
};
//3
struct Book //структурный тип «книга»
{
char name [20];
char title[44];
int year;
float price;
};
//4
struct Auto //структурный тип «автомобиль»
{
char fio[40]; //ФИО владельца
char adres[60]; //адрес владельца
int nomer; //номер авто
char marka[20]; //марка авто
};
//5
struct Student //структурный тип «студент»
{
unsigned short gruppa;
char fio[20];
unsigned short ocenki[KOL_OC]; //массив оценок на экзамене
};
//6
struct Rectangle //структурный тип «прямоугольник»
{
int left; //пара координат верхней левой точки
int top;
int right; //пара координат нижней правой точки
int bottom;
};
!!! Для определения прямоугольных областей можно использовать предопределенную в заголовочном файле windows.h структуру RECT, соответствующую приведенной структуре Rectangle:
//7
struct Box //структурный тип «ящик»
{
double length; //длина
double width; //ширина
double heigth; //высота
};
Определение структурной переменной состоит из двух шагов:
· определение структурного типа (шаблона структуры, структуры);
· собственно определение структурной переменной
Определение структурных переменных s1 и s2 для приведенной выше структуры Student выглядит следующим образом:
Student s1, s2; //ключевое слово struct опускается
Синтаксис С++ разрешает совмещать определение структурного типа и определение структурных переменных. Например:
struct Book {char name[20]; определение структурного типа
Определение структурного типа может быть анонимным. В этом случае сразу следует определять структурные переменные. Например:
struct { // анонимный структурный тип
int pole1;
double pole2;
char *pole3;
} a, b, *pb=&b, *pc, &refa=a, &refb(b); // определение структурных переменных
Как мы видим, значением указателя на структуру может быть адрес структуры того же типа, т.е. адрес байта, начиная с которого структура размещается в памяти. Структурный тип задает ее размеры и тем самым определяет, на какую величину (на сколько байтов) изменится значение указателя на структуру, если к нему прибавить (или вычесть) 1.
Структурный тип может быть операндом операции new:
ptr_book = new Book; //выделяется память для структуры типа Book и //возвращается указатель на выделенную память.
Для структур могут быть определены и ссылки. Выше в примере показаны разные способы инициализации ссылок refa и refb.
Доступ к полям структурной переменной возможен в виде:
имя_структуры . имя_элемента_структуры // . – есть операция доступа к элементу (члену) структуры
// -> – есть операция непрямого доступа к элементу (члену) структуры
В случае шаблона структуры:
struct date{
int day;
int mes;
int year;
char mon_name[10];
} x, y, *ptr_date= &x;
эквивалентны записи:
(*ptr_date).year и ptr_date->year
(*ptr_date).mon_name[0] и ptr_date->mon_name[0]
Имена полей одного типа можно перечислить через запятую.
Например:
struct PointRecType
{int x, y;
};
Имена полей в одном шаблоне структуры должны быть уникальными. Однако в разных шаблонах можно использовать совпадающие имена полей. Более того, имя шаблона может совпадать с именами полей и переменных. Поскольку имена полей «скрыты» внутри шаблона, они могут дублировать «внешние» переменные и поля в других описаниях структур.
Например:
struct PointRecType //определение шаблона структуры PointRecType
{ int x, y;
};
struct ColorPointRecType //определение шаблона структуры ColorPointRecType
{int x, y;
unsigned color;
};
struct // определение шаблона структуры без имени
{ PointRecType point;
ColorPointRecType color_point;
} big_struct; // определение структурной переменной big_struct
int x, y; //определение простых переменных
PointRecType point; //определение структурной переменной типа PointRecType
ColorPointRecType color_point ; //определение структурной переменной типа ColorPointRecType
Здесь x, point.x, color_point.x, big_struct.point.x, big_struct.color_point.x – разные значения.
Как мы видим из примера, элементом определяемого структурного типа может быть другая структура, тип которой уже определен. В качестве членов структуры можно объявлять массивы других структур. В отношении полей структурного типа существует только одно существенное ограничение – поле не может иметь тот же тип, что и определяемый структурный тип, однако оно может иметь тип указателя на этот тип.
Например:
struct Book { Book my_s; //error !!!!!
char name[20];
char title[44];
int year;
float price;
};
struct Book { Book & my_s; //error !!!!!
char name[20];
char title[44];
int year;
float price;
};
struct Book { Book *my_s; //OK!!!!!
char name[20];
char title[44];
int year;
float price;
};
Область видимости шаблона структуры:
· локальный шаблон структуры описан внутри блока { } и видим только из пределов данного блока, в частности из пределов конкретной функции;
· если описание шаблона структуры помещено вне блоков, такой шаблон видим во всех функциях ниже точки описания шаблона до границы файла. Нельзя описать шаблон с реквизитом extern.
struct date{
int day;
int month;
int year;
char mon_name[10];
};
имя (тег) структуры
элементы структуры (поля, члены-данные)
struct Book {char name[20]; определение структурного типа
определение структурных переменных