13. diel - Štruktúry v jazyku C

V predchádzajúcom cvičení, Riešené úlohy k 12. lekcii céčko, sme si precvičili získané skúsenosti z predchádzajúcich lekcií.

V minulej lekcii, Riešené úlohy k 12. lekcii céčko , bola reč o deklarovanie funkcií. V dnešnom tutoriále sa naučíme používať nemenej dôležitú súčasť tohto jazyka, ktorú sú tzv. Štruktúry. Keďže bude vytvorený opäť len jednoduchý program, tak vo výklade funkcie použité nebudú. My už vieme, že keby bol program o chlp dlhší, tak by sme ich určite mali zaviesť.

Uloženie zložitých prvkov

Keď by sme chceli uložiť dáta jedného používateľa, ktorý sa nejako volá, má nejaký vek a býva v nejakej ulici, vytvorili by sme si s doterajšími znalosťami niekoľko premenných:

int main(int argc, char** argv)
{
    char jmeno[] = "Tomáš Márny";
    int vek = 33;
    char ulice[] = "Šikmá 5";

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Len zriedka však ukladáme len jedného používateľa a tak ich budeme chcieť mať uložených hneď niekoľko. Už vieme, že keď chceme uložiť viac prvkov rovnakého typu, využijeme na to pole. Keďže užívateľ v sebe však obsahuje hodnoty troch typov, museli by sme si vytvoriť 3 rôzne polia. Jedno pre mená, druhé pre veky a tretí pre ulice. V ďalšom motivačným príklade si teda vytvorme niekoľko polí s veľkosťou 10 (teda max. Pre uchovanie 10 užívateľov). Do poľa si na skúšku uložme dáta 2 užívateľov a užívateľov v poli následne Vypíšme pomocou for cyklu.

{C_IMPORTS}

#include <string.h>

{C_MAIN_BLOCK}
char jmena[10][51];
int veky[10];
char ulice[10][51];

strcpy(jmena[0], "Tomáš Márny");
veky[0] = 33;
strcpy(ulice[0], "Šikmá 5");

strcpy(jmena[1], "Josef Nový");
veky[1] = 28;
strcpy(ulice[1], "Vo svahu 8");

int i;
for (i = 0; i < 2; i++)
{
    printf("Užívateľ na indexe %d\n", i);
    printf("Meno: %s\n", jmena[i]);
    printf("Vek: %d\n", veky[i]);
    printf("Ulice: %s\n\n", ulice[i]);
}
{/C_MAIN_BLOCK}

výsledok:

Konzolová aplikácia
Užívateľ na indexe 0
Meno: Tomáš Márny
Vek: 33
Ulice: Šikmá 5

Užívateľ na indexe 1
Meno: Josef Nový
Vek: 28
Ulice: Vo svahu 8

Program vyzerá na naše pomery celkom pôsobivo. Až sa naučíme ukladať dáta do súborov, mohli by sme podobne naprogramovať napr. Telefónny zoznam. Napriek tomu vyššie uvedený kód nie je ideálne. Najprv si však povšimnime niekoľkých vecí.

Zaujímavá je najmä definícia polí jmena a ulice. Pretože chceme v každej priehradke poľa (jmena) ďalšie pole znakov (meno), musíme vytvoriť premennú, ktorá je poľom polí. Preto sú uvedené 2 hranaté zátvorky. V prvej zátvorke je uvedený počet položiek vonkajšieho poľa, teda počet mien v poli. V druhej zátvorke je uvedený počet položiek pole, ktoré je vložené v každej priehradke. V našom prípade je to 50 znakov (+1 pre \0).

Už vieme, že v céčku nemôžeme dosadiť reťazcovú konštantu inak, než pri inicializácii premennej. Preto tu musíme využiť funkcie strcpy(), ktorá nám reťazec do už vytvorenej premennej skopíruje. Výpis cyklom by mal byť jasný, prechádzame len indexy < 2, pretože viac osôb v poli zatiaľ nemáme.

Štruktúry

Aby sme nemuseli tvoriť toľko zložitých polí, umožňuje C jazyk definovať tzv. Štruktúru. Jedná sa o nový dátový typ, ktorý môžeme uložiť do jednej premennej, ale ktorý vnútri zároveň obsahuje niekoľko prvkov (niekedy sa mu hovorí záznamový typ). Vzdialene sa môže podobať poli, jeho prvky však nemusia byť rovnakého typu a miesto číselne sú pomenované slovami. Pre evidenciu používateľov by bolo úplne najjednoduchšie vytvoriť si štruktúru UZIVATEL. Niekam do globálneho priestoru, nad funkciu main(), vložíme túto definíciu:

typedef struct
{
    char jmeno[51];
    int vek;
    char ulice[51];
} UZIVATEL;

Hoci existuje, ako to už v céčku býva, niekoľko možností na definovanie štruktúry, budeme sa držať výhradne tohto zápisu. Štruktúru definujeme ako nový dátový typ pomocou kľúčového slova typedef, čím si ďalej uľahčíme vytváranie premenných typu UZIVATEL. Nasleduje kľúčové slovo struct. Do zložených zátvoriek deklarujeme prvky štruktúry ako obyčajné premenné. Názov štruktúry uvádzame vždy veľkými písmenami a za ním nasleduje bodkočiarka.

Telo funkcie main() teraz prepíšeme do nasledujúcej podoby:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct
{
    char jmeno[51];
    int vek;
    char ulice[51];
} UZIVATEL;

int main(int argc, char** argv)
{
    UZIVATEL uzivatele[10];

    strcpy(uzivatele[0].jmeno, "Tomáš Márny");
    uzivatele[0].vek = 33;
    strcpy(uzivatele[0].ulice, "Šikmá 5");

    strcpy(uzivatele[1].jmeno, "Josef Nový");
    uzivatele[1].vek = 28;
    strcpy(uzivatele[1].ulice, "Vo svahu 8");

    int i;
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {
        printf("Užívateľ na indexe %d\n", i);
        printf("Meno: %s\n", uzivatele[i].jmeno);
        printf("Vek: %d\n", uzivatele[i].vek);
        printf("Ulice: %s\n\n", uzivatele[i].ulice);
    }
    return (EXIT_SUCCESS);
}

Celá aplikácia je oveľa čitateľnejší. Obsahuje jednoducho jedno pole typu UZIVATEL miesto predchádzajúcich 3 polí. K jednotlivým prvkom štruktúr v poli pristupujeme pomocou operátora bodky. Ak sú štruktúry používané dynamicky (čo ešte nevieme), používa sa operátor šípky (->). Všetko si ešte ukážeme ďalej v kurze.

Ďalšie definícia štruktúr

Len pre úplnosť si uveďme ďalšie spôsoby, ktorými možno štruktúru vytvoriť a to najmä preto, aby ste vedeli čítať cudzie programy. Keď štruktúru vytvoríme bez kľúčového slova typedef, pomenujeme ju malými písmenami:

struct uzivatel
{
    char jmeno[51];
    int vek;
    char ulice[51];
};

U premenných typu tejto štruktúry musíme uvádzať kľúčové slovo struct:

struct uzivatel uzivatele[10];

Niekedy sa štruktúra definuje dokonca priamo s premennou:

struct
{
    char jmeno[51];
    int vek;
    char ulice[51];
}  uzivatele[10];

Tento zápis berte skôr ako odstrašujúci príklad. To, že je niečo kratšia, vôbec neznamená, že je prehľadnejšie. Navyše štruktúru takto nemôžeme použiť na viacerých miestach programu.

Pozn .: Štruktúry samozrejme nemusíme používať len v poliach, je to úplne normálne dátový typ ako napr. int. Zvyšuje prehľadnosť a určite ho používajte všade, kde potrebujete ukladať viac hodnôt, ktoré spolu logicky súvisia.

Pozn .: Okrem štruktúr môžeme v céčku definovať aj tzv. union y. Tie sa tvári rovnako, ako štruktúry, avšak premenná typu union môže mať vyplnenú len jednu hodnotu. Každý užívateľ by teda mohol mať vyplnené buď len meno, len vek alebo len ulici. U užívateľov toto nedáva príliš veľký zmysel, v praxi sa nám teoreticky môže stať, že potrebujeme ukladať prvky a každý prvok je trochu iný. Rovnako sa union y však príliš nepoužívajú, je problém spoznať čo je kde vyplnené (preto sa často balia do štruktúr) a my sa tu s nimi nebudeme zaoberať.

Ku štruktúram sa v kurze ešte raz vrátime. Dnešné aplikáciu máte nižšie k stiahnutiu so zdrojovým kódom.

Týmto ste dočítali úvodný sekcii seriálu do základov jazyka C. Gratulujem vám, ste zoznámenie s väčšinou jeho konštrukciou! Výučba samozrejme pokračuje ďalej, sú tu ďalšie cvičenia a potom nadväzuje kurz Programovanie v jazyku C - Dynamická správa pamäte, kde sa dozviete najmä ako v céčku dynamicky pracovať s pamäťou a ako prestať byť obmedzenia dĺžkou polí a reťazcov. Pretože je táto problematika pomerne komplikovaná a začiatočníkov často mate, bola od nej celá základnej sekcie odtienené a vy ste si mohli bez zádrheľov vyskúšať rôzne konštrukcie céčka. Teším sa na vás teda ďalej, kedy začneme vytvárať reálne použiteľné aplikácie.

V nasledujúcom cvičení, Riešené úlohy k 13. lekcii céčko, si precvičíme nadobudnuté skúsenosti z predchádzajúcich lekcií.

Mal si s čímkoľvek problém? Stiahni si vzorovú aplikáciu nižšie a porovnaj ju so svojím projektom, chybu tak ľahko nájdeš.