Структуры и объединения

Наряду с массивами в C++ имеются данные типа структур и объединений.

Структура - упорядоченная совокупность данных различных типов, к которой можно обра­щаться как к единому данному. Описание структурного типа име­ет следующий вид:

struct идентификатор { деклараторы членов }

деклараторы-инициализаторы;

Такое объявление выполняет две функции: во-первых, объяв­ляется структурный тип; во-вторых, объявляются переменные этого типа.

Идентификатор после ключевого слова struct является име­нем структурного типа. Имя типа может отсутствовать, тогда тип будет безымянный и в других частях программы нельзя будет объявлять данные этого типа.

Деклараторы-инициализаторыобъявляют конкретные переменные структурного типа (т.е. данные описанного типа, ука­затели на этот тип и массивы данных). Деклараторы-инициализаторымогут отсутствовать, в этом случае объяв­ление описывает только тип структуры.

Например, структура, описывающая точку на плоскости, может быть определена так:

struct Point_strct // Имя структуры

{ int х, у; } // Деклараторы членов структуры

pointN, *ptr_to_point, arraypoint[ 3 ];

// Данные структурного типа

Члены (компоненты) структуры описываются аналогично дан­ным соответствующего типа и могут быть скалярными данными, указателями, массивами или данными другого структурного типа. Например, для описания прямоугольника со сторонами, парал­лельными осям координат, можно предложить несколько вариан­тов:

struct RectN1{

Point p1; // Координаты левого верхнего угла

Point p2; // Координаты правого нижнего угла

};

struct RectN2 {

Point p[2];

};

struct RectN3{

Point p; // Левый верхний угол

int width; // Ширина

int high; // Высота прямоугольника

};

Поскольку при описании членов структуры должны использо­ваться только ранее определенные имена типов, предусмотрен вариант предварительного объявления структуры, задающий толь­ко имя структурного типа. Например, чтобы описать элемент дво­ичного дерева, включающий указатели на левую и правую ветви дерева и указатель на некоторую структуру типа ValueD, содер­жащую значение данного в узле, можно определить следующие структуры:

struct ValueD;

struct Tree_element {

ValueD *val;

Tree_element *left, *right;

};

Членами структур могут быть битовые поля, когда в поле па­мяти переменной целого типа (int или unsigned int) разме­щается несколько целых данных меньшей длины. Пусть, напри­мер, в некоторой программе синтаксического разбора описание лексемы содержит ее тип (до шести значений) и порядковый но­мер лексемы в таблице соответствующего типа (до 2000 значе­ний). Для представления значения типа лексемы достаточно трех двоичных разрядов (трех бит), а для представления чисел от 0 до 2000 – 11 двоичных разрядов (11 бит).

Описание структуры, со­держащей сведения о лексеме:

struct Lxm {

unsigned int type_lex: 3;

unsigned int num_lex: 11;

};

Двоеточие с целым числом после имени члена структуры ука­зывает на битовое поле, целое число на размер поля в битах

Объединение - это структура, все компонен­ты которой размещаются в памяти с одного и того же адреса.

Та­ким образом, объединение в каждый момент времени содержит один из возможных вариантов значений. Для размещения объеди­нения в памяти выделяется участок, достаточный для размещения члена объединения самого большого размера. Применение объединения также позволяет обращаться к одному и тому же полю памяти по разным именам и интерпретировать как значения раз­ных типов. Описание объединения строится по той же схеме, что и описа­ние структуры, но вместо ключевого слова struct используется слово union, например, объединение uword позволяет интерпре­тировать поле памяти либо как unsigned int, либо как массив из двух элементов типа unsigned char.

union uword {

unsigned int u;

unsigned char b[2];

};

Описания типов, объявляемых программистом, в т.ч. структур и объединений, могут быть достаточно большими, по­этому в C++ предусмотрена возможность присваивания типам собственных имен (синонимов), достигая при этом повышения наглядности программных текстов. Синоним имени типа вводится с ключевым словом typedef и строится как обычное объявление, но идентификаторы в деклараторах в этом случае интерпретиру­ются как синонимы описанных типов. Синонимы имен типов при­нято записывать прописными буквами, чтобы отличать их от идентификаторов переменных.

Несколько приме­ров объявления синонимов имен типов:

typedef struct { double re, im } COMPLEX;

typedef int *pINT;

После таких объявлений синоним имени может использоваться как спецификатор типа:

COMPLEX compl, pcompl; //переменная типа

// COMPLEX и указатель на COMPLEX pINT

Описание структур и объединений в основ­ном соответствует их построению в языке Си. В C++ структуры и объединения являются частными случаями объ­ектных типов данных.