Размещение структурных переменных в памяти

При анализе размеров структурных переменных иногда число байт, выделенных компилятором под структурную переменную оказывается больше, чем сумма байт ее полей. Это связано с тем, что компилятор выделяет участок ОП для структурных переменных с учетом выравнивания граней, добавляя между полями пустые байты по следующим правилам:

- структурные переменные, являющиеся элементами массива начинаются на границе слова, т.е. с четного адреса;

- любое поле структурной переменной начинается на границе слова, т.е. с четного адреса и имеет четное смещение по отношению к началу переменной;

- при необходимости в конец переменной добавляется пустой байт, чтобы общее число байтов было четное.

Объединения

Объединение - поименованная совокупность данных разных типов, размещаемых с учетом выравнивания в одной и той же области памяти, размер которой достаточен для хранения наибольшего элемента.

Объединенный тип данных декларируется подобно структурному типу:

union ID_объединения {

описание полей

};

Пример описания объединенного типа:

union word {

int nom;

char str[20];

};

Пример объявления объектов объединенного типа:

union word *p_w, mas_w[100];

Объединения применяют для экономии памяти в случае, когда объединяемые элементы логически существуют в разные моменты времени либо требуется разнотипная интерпретация поля данных.

Например, поток сообщений по каналу связи пусть содержит сообще­ния трех видов:

struct m1 {

char code;

float data[100]; };

struct m2 {

char code;

int mode; };

struct m3 {

char code, note[80]; };

Элемент code - признак вида сообщения. Удобно описать буфер для хранения сообщений в виде

struct m123 {

char code;

union {

float data[100];

int mode;

char note[80]; };

};

Практически все вышесказанное для структур имеет место и для объединений.

Декларация данных типа union, создание переменных этого типа и обращение к полям объединений производится аналогично структурам.

Пример использования переменных типа union:

...

typedef union q {

int a;

float b;

char s[5];

} W;

void main(void) {

W s, *p = &s;

s. a = 4;

printf(“\n Integer a = %d, Sizeof(s.a) = %d”, s.a, sizeof(s.a));

p -> b = 1.5;

printf(“\n Float b = %f, Sizeof(s.b) = %d”, s.b, sizeof(s.b));

strcpy(p->s, “Minsk”);

printf(“\n String a = %s, Sizeof(s.s) = %d”, s.s, sizeof(s.s));

printf(“\n Sizeof(s) = %d”, sizeof(s));

getch();

}

Результат работы программы:

Integer a = 4, Sizeof(s.a) = 2

Float b = 1.500000, Sizeof(s.b) = 4

String a = Minsk, Sizeof(s.s) = 5

Sizeof(s) = 5

Перечисления

Перечисления - средство создания типа данных посредством задания ограниченного множества значений.

Определение перечислимого типа данных имеет вид

enum ID_перечислимого_типа {

список_значений

};

Значения данных перечислимого типа указываются идентификаторами. Например:

enum marks {

zero, two, three, four, five

};

Транслятор последовательно присваивает идентификаторам списка значений целочисленные величины 0,1,...,. При необходимости можно явно задать значение идентификатора, тогда очередные элементы списка будут получать последующие возрастающие значения. Например:

enum level {

low=100, medium=500, high=1000, limit

};

Примеры объявления переменных перечислимого типа:

enum marks Est;

enum level state;

Переменная типа marks может принимать только значения из множества {zero, two, three, four, five}.

Основные операции с данными перечислимого типа:

- присваивание переменных и констант одного типа;

- сравнение для выявления равенства либо неравенства.

Практическое назначение перечисления - определение множества различающихся символических констант целого типа.

Пример использования переменных перечислимого типа:

...

typedef enum {

mo=1, tu, we, th, fr, sa, su

} days;

void main(void) {

days w_day; // Переменная перечислимого типа

int cur_day, _end, _start;

// Текущий день недели, начало и конец недели, соответственно

clrscr();

puts(“ Введите день недели (от 1 до 7): ”);

scanf(“%d”, &cur_day);

w_day = su;

_start = mo;

_end = w_day - cur_day;

printf(“\n Понедельник - %d день недели, \

сейчас %d - й день и \n\

до конца недели %d дней (дня)”, _start, cur_day, _end);

getch();

}

Результат работы программы:

Введите день недели (от 1 до 7): 5

Открытие файла

Каждому файлу присваивается внутреннее логическое имя, используемое в дальнейшем при обращении к нему. Логическое имя (идентификатор файла) - это указатель на файл, т.е. на область памяти, где содержится вся необходимая информация о файле. Формат объявления указателя на файл следующий:

FILE *указатель на файл;

FILE - идентификатор структурного типа, описанный в стандартной библиотеке stdio.h и содержащий следующую информацию:

type struct {

} FILE;

Прежде, чем начать работать с файлом, т.е. получить возможность чтения или записи информации в файл, его нужно открыть для доступа. Для этого обычно используется функция

FILE* fopen (char * ID_файла, char *режим);

она берет внешнее представление - физическое имя файла на носителе (дискета, винчестер) и ставит ему в соответствие логическое имя.

Физическое имя, т.е. имя файла и путь к нему задается первым параметром - строкой, например, “a:Mas_dat.dat” - файл с именем Mas_dat.dat, находящийся на дискете, “d:\\work\\Sved.txt” - файл с именем Sved.txt, находящийся на винчестере, в каталоге work.

Внимание, обратный слеш (\), как специальный символ в строке записывается дважды!

При успешном открытии функция fopen() возвращает указатель на файл (в дальнейшем - указатель файла). При ошибке возвращается NULL. Данная ситуация обычно возникает, когда неверно указывается путь к открываемому файлу. Например, если в дисплейном классе нашего университета, указать путь, запрещенный для записи (обычно, разрешенным является d:\work\).

Второй параметр - строка, в которой задается режим доступа к файлу:

w - файл открывается для записи; если файла с заданным именем нет, то он будет создан; если такой файл существует, то перед открытием прежняя информация уничтожается;

r - файл открывается только для чтения; если такого файла нет, то возникает ошибка;

a - файл открывается для добавления в его конец новой информации;

r+ - файл открывается для редактирования данных - возможны и запись, и чтение информации;

w+ - то же, что и для r+;

a+ - то же, что и для a, только запись можно выполнять в любое место файла; доступно и чтение файла;

t - файл открывается в текстовом режиме; используются поля r, w, a, r+, w+, a+;

b - файл открывается в двоичном режиме.

Текстовый режим отличается от двоичного тем, что при открытии файла как текстового пара символов «перевод строки», «возврат каретки» заменяется на один символ: «перевод строки» для всех функций записи данных в файл, а для всех функций вывода символ «перевод строки» теперь заменяется на два символа: «перевод строки», «возврат каретки».

По умолчанию файл открывается в текстовом режиме.

Пример: FILE *f; - объявляется указатель на файл f;

f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w"); - открывается для записи файл с логическим именем f, имеющим физическое имя Dat_sp.cpp, находящийся на диске d, в каталоге work.

или более кратко:

FILE *f = fopen ("d:\\work\\Dat_sp.cpp", "w");

Закрытие файла

После работы с файлом доступ к нему необходимо закрыть. Это выполняет функция int fclose (указатель файла). Например, из предыдущего примера файл закрывается так: fclose (f);

Для закрытия нескольких файлов введена функция, объявленная следующим образом: void fcloseall (void);

Если требуется изменить режим доступа к файлу, то для этого сначала необходимо закрыть данный файл, а затем вновь его открыть, но с другими правами доступа. Для этого используют стандартную функцию:

FILE* freopen (char *ID_файла, char *режим, FILE *указатель_файла);

Эта функция сначала закрывает файл, объявленный «указателем_файла» (как это делает функция fopen), а затем открывает файл с «именем_файла» и правами доступа «режим».

В языке С имеется возможность работы с временными файлами, которые нужны только в процессе работы программы и которые надо удалить после выполнения части вычислений. В этом случае используется функция:

FILE* tmpfile (void);

которая создает на диске временный файл с правами доступа «w+b», после завершения работы программы или после закрытия временного файла он автоматически удаляется.

Запись - чтение информации

Все действия по чтению-записи данных в файл можно разделить на три группы:

- операции посимвольного ввода-вывода;

- операции построчного ввода-вывода;

- операции ввода-вывода по блокам.

Рассмотрим основные функции, применяемые в каждой из указанных трех групп операций.

Посимвольный ввод-вывод

В функциях посимвольного ввода-вывода происходит прием одного символа из файла или передача одного символа в файл:

Построчный ввод-вывод

В функциях построчного ввода-вывода происходит пере­нос из файла, или в файл строк символов:

Блоковый ввод-вывод

В функциях блокового ввода-вывода работа происходит с целыми блоками информации:

Форматированный ввод-вывод производится функциями:

Данные функции аналогичны функциям scanf () и printf (), рассмотренным раньше, только добавлен параметр – указатель на файл.

Текстовые файлы

Для работы с текстовыми файлами удобнее всего пользоваться функциями fprintf(), fscanf(), fgets() и fputs().

Создание текстовых результирующих файлов обычно необходимо для оформления отчетов по лабораторным и курсовым работам.

Рассмотрим пример создания текстового файла:

#include<stdio.h>

void main(void) {

FILE *f1;

int a=2, b=3;

If(!(f1=fopen(“d:\\work\\f_rez.txt”,”w+t”)))

{

puts(“Файл не создан!”);

return;

}

fprintf(f1,” Файл результатов \n”);

fprintf(f1,” %d плюс %d = %d\n”,a,b,a+b);

fclose(f1);

}

Просмотрев содержимое файла, можно убедиться, что данные в нем располагаются точно как на экране при использовании функции printf().

Бинарные файлы

Бинарные (двоичные) файлы обычно используются для организации баз данных, состоящих, как правило, из объектов структурного типа. При чтении-записи бинарных файлов удобнее всего пользоваться функциями, выполня­е­мы­ми блоковый ввод-вывод fread () и fwrite ().

Рассмотрим наиболее распространенные функции с помощью которых можно организовать работу с файлами:

Пример программы работы с файлом структур:

...

struct Sved {

char Fam[30];

float S_Bal;

} zap,zapt;

char Spis[]="c:\\bc31\\work\\Sp.dat";

FILE *F_zap;

FILE* Open_file(char *, char *);

void main (void) {

int i, j, kodR, size = sizeof(Sved);

while(1) {

puts("Создание - 1\nПросмотр - 2\nДобавление - 3\nВыход - 0");

switch(kodR = getch())

{

case ‘1’: case ‘3’:

if(kodR==1) F_zap = Open_file (Spis,"w+");

else F_zap = Open_file (Spis,"a+");

while(2) {

cout << "\n Fam "; cin >> zap.Fam;

if((zap.Fam[0])=='0') break;

cout << "\n Средний балл: ";

cin >> zap.S_Bal;

fwrite(&zap,1,size,F_zap);

}

fclose(F_zap);

break;

case ‘2’: F_zap = Open_file (Spis,"r+"); int nom=1;

while(2) {

if(!fread(&zap,size, 1, F_zap)) break;

printf(" %2d: %20s %5.2f\n", nom++, zap.Fam, zap.S_Bal);

}

fclose(F_zap);

break;

case ‘0’: return; // exit(0);

} // Конец While(1)

} // Конец Switc

} // Конец программы

FILE* Open_file(char *file, char *kod)

{

FILE *f;

if(!(f = fopen(file, kod)))

{

puts(“Файл не создан!”);

getch();

exit(1);

}

else return f;

}

Список рекомендуемой литературы

1. Бусько В.Л., Корбит А.Г. и др. Программирование. Лабораторный практикум для студентов 1-2-го курсов всех специальностей БГУИР всех форм обучения. Часть 2. Основы программирования на алгоритмическом языке С.

2. Аксенкин М.А., Целобенок О.Н. Язык С. - Мн.: Унiверсiтэцкае, 1995. – 302 c.

3. Березин Б.И., Березин С.Б. Начальный курс С и С++. – М.: Диалог-МРТИ,1999. - 288 с.

4. Берри В., Микинз Б. Язык СИ: введение для программистов. - М.: Финансы и статистика,1988.

5. Больски М.Н. Язык программирования СИ. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988.

6. Демидович Е.М. Основы алгоритмизации и программирования. Язык СИ. - Мн.: Бест­принт, 2001. – 440 c.

7. Касаткин А.И., Вольвачев А.Н. Профессиональное программирование на языке Си: Oт Turbo–C к Borland C++: Справочное пособие – Мн.: Вышэйшая школа,1992. - 240 с.

8. Касаткин А.Н. Профессиональное программирование на языке СИ. Управление ресурсами. Справочное пособие. Мн.: Высш. школа.1992

9. Керниган Б., Ритчи Д. Язык программирования Си. - М.: Финансы и статистика,1992. - 271 с.

10. Климова Л.И. С++. Практическое программирование. - М.: Кудиц-Образ, 2001. – 587 c.

11. Котлинская Г.П., Галиновский О.И. Программирование на языке СИ. - Мн.: Выш.шк., 1991. – 155 c.

12. Подбельский В.В., Фомин С.С. Программирование на языке Си. М.: Финансы и статистика. 2001.

13. Романовская Л.М., Русс Т.В., Свитковский С.Г. Программирование в среде СИ для ПЭВМ ЕС. - М.: Финансы и статистика, 1992.

14. Страуструп Б. Язык программирования С++. 2-е изд.: В 2 т. Киев: ДиаСофт,1993.

15. Тимофеев В.В. Программирование в среде С++ Builder 5. - М.: БИНОМ, 2000.

16. Уингер Р. Язык Турбо СИ. - М.: Мир, 1991.

17. Уэйт М., Прама С., Мартин Д. Язык СИ. Руководство для начинающих. - М.: Мир, 1988.

18. Фьюэр А. Задачи по языку СИ. - М.: Финансы и статистика, 1985.

19. Хэнкок Л., Кригер М. Введение в программирование на языке СИ. - М.: Радио и связь,1986.

20. Шилд Г. Программирование на Borland С++. - Мн.: ПОПУРРИ, 1999. – 800 c.

21. Юлин В.А., Булатова И.Р. Приглашение к СИ. - Мн.: Высш.шк., 1990.

Список используемой литературы

1. Синицын А.К. Конспект лекций по курсу «Программирование» для студентов 1-2-го курсов радиотехнических специальностей. - Мн.: БГУИР, 2001. - 75с.: ил. 10.

Приложение 1

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: