Структуры – производные типы данных языка С

Задание 1

Пример 2. Напишите программу анализа средней успеваемости четырех студентов по четырем предметам за сессию на основе структурного типа данных.

Программный код решения примера:

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

#define N 4 // Число студентов
#define CH 30 // Число символов для фамилии или имени

// Определение структуры
struct {
char *name;// Имя студента
char *surname; // Фамилия студента
int M;   // Отметка по математическому анализу
int A;   // Отметка по алгебре
int H;   // Отметка по истории
int In;  // Отметка по информатике
} student[N];

int main (void)  {
float mark;
 int i;

 // Выделение памяти для символьных указателей
 for (i = 0; i < N; ++i) {
student[i].name = (char *) malloc(CH*sizeof(char));
student[i].surname = (char *) malloc(CH*sizeof(char));
 }
 
printf("\n");
for (i = 0; i < N; ++i) {
	printf("\t Enter a name of %d student \n\t: ", i+1);
gets_s(student[i].name, CH);

printf("\t Enter a surname of %d student \n\t: ", i+1);
gets_s(student[i].surname, CH);

printf("\t Enter marks in 4 subjects for %d student (through a blank) \n\t: ", i+1);

scanf_s("%i%i%i%i", (student[i].M),(student[i].A),(student[i].H),(student[i].In));
_flushall();
}

puts("\n=====================================================================================");
printf("\t Statement of Achievement students:\n");

puts("======================================================================================\n");
for (i = 0; i < N; ++i)
 {
printf("\t %s \t %s:\n\t Mathematical analyses, Algebra, History, Informatics\n \
\n\t\t %d\t\t %3d\t \
%3d\t %5d\n----------------------------------------------\n", \
student[i].name, student[i].surname, \
student[i].M,student[i].A,student[i].H,student[i].In); }

mark = 0.0F; // F – спецификатор для типа float 

for (i = 0; i < N; ++i)
{
mark += (student[i].M + student[i].A + student[i].H + student[i].In); 
}

// Средняя оценка группы из 4 (N)студентов
printf("\n\t The average mark groups of %d students: %1.4f", N, mark/(4*N));
// 4*N - общее количество оценок

   printf("\n\n Press any key: ");
   _getch();
   return 0; 
}

В программе использован массив структур – переменная student[N]. Для определения имени и фамилии предварительно выделяется память для символьных указателей с помощью функций malloc(), для которых включен заголовок #include <stdlib.h>.

Шаблон структуры задан без имени-этикетки (без тегового имени).

Возможный результат выполнения программы показан на рис 13.2.

Задание 2

Пример 3. Напишите программу создания карточки служащего с помощью структурного типа данных и указателя на структуру. Предусмотрите инициализацию полей структуры и изменения этих полей.

Для решения примера воспользуемся структурой, рассмотренной в теоретической части данной лабораторной работы:

struct employee {
char Name [20+1];         // Имя 
char Surname [20+1];      // Фамилия
int age;                  // возраст
double hourlysalary;      // почасовой оклад
}   employee_new, *PTR;  // *PTR – указатель на структуру

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <string.h>
#include <locale.h>
// Предполагаемое число символов в имени или фамилии
#define n 20 

int main (void)
 {

// Определение структуры
struct emloyee {
char name[n+1];          // имя 
char surname[n+1];       // фамилия
int age;               // возраст
double hourlysalary;   // почасовой оклад в у.е.
} emloyee_new, *PTR;   // *PTR - указатель на структуру

// Для поддержки русских шрифтов
setlocale( LC_ALL, ".1251");// кодовая страница Windows – 1251
PTR = emloyee_new; //В указатель помещается адрес employee_new 
// Инициализация полей структуры
strcpy_s(PTR -> name, n, "Владимир");
strcpy_s(PTR -> surname, n, "Викулов");
PTR -> age = 25;
PTR -> hourlysalary = 6.78;

// Вывод на консоль
puts("\n=============== Поля структуры ====================");
printf("\n Имя: %s\n Фамилия: %s\n возраст: %d лет\n почасовой оклад: %1.2f y.e.\n", \
PTR -> name, PTR -> surname, PTR -> age, PTR -> hourlysalary);

puts("\n==================================================\n");
printf("\n\n Нажмите любую клавишу (Press any key): ");
_getch();
return 0;
}

В программе инициализация полей структуры выполнена с помощью оператора стрелка "–>". С подключением заголовочного файла <locale.h> и определением прототипа функции setlocale(LC_ALL,".1251") производится поддержка русских шрифтов.

Результат выполнения программы показан на рис 13.3.

Задание 3

Пример 4. Напишите программу информационной карточки студенческой группы с данными о студентах, применив вложенные структуры.

Как известно, если членом структуры является другая структура, то она называется вложенной.

Программный код решения примера:

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

#define N 20

int main (void)
  {
struct stud {    // шаблон структуры
char name[N+1];    // имя студента
char surname[N+1]; // фамилия студента
int age;         // возраст - полных лет
double av_mark;  // средняя успеваемость
	}; 

struct group {      // шаблон структуры
int number;         // номер группы
int quantity;       // количество студентов в группе
struct stud student;// вложенная структура
} ACOUY;            // ACOUY - структурная переменная

// Инициализация полей структуры
ACOUY.number = 3;
ACOUY.quantity = 21;
strcpy_s(ACOUY.student.name, N, "Peter");
strcpy_s(ACOUY.student.surname, N, "Bobrov");
ACOUY.student.age = 20;
ACOUY.student.av_mark = 4.25;

// Вывод на консоль
puts("\n========= Varient field of structure ===============");
printf("\n Group Number: %d,\n The number of students in the group: %d,\n\
 Name: %s,\n Surname: %s,\n Age: %d,\n Average mark: %1.2f", \
  ACOUY.number, ACOUY.quantity, ACOUY.student.name, ACOUY.student.surname, \
  ACOUY.student.age, ACOUY.student.av_mark);
puts("\n\n================================================\n");

    printf("\n Press any key: ");
    _getch();
    return 0;
 }

Результат выполнения программы показан на рис 13.4.

Задание 4

Пример 5. Напишите программу составления карточки на студента с динамическим распределением памяти для имени и фамилии на основе структурного типа данных [13.5].

Для динамического распределения памяти применим функцию malloc() и символьные указатели в качестве инициализаторов структуры.

Программный код решения примера:

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

const int MAX = 80; // Предполагаемое число символов

int main (void) {
	char *NAME, *SURNAME;

struct stud {    // шаблон структуры
char *name;    // указатель вместо массива символов имени студента
char *surname; // указатель вместо массива символов фамилии студента
int age;         // возраст - полных лет
float av_mark;  // средняя успеваемость
int letters;     // число символов в имени и фамилии
	} TABLE, *PTR; 

PTR = TABLE; // инициализация указателя на структуру
NAME = (char *)malloc(MAX);
printf("\n Enter a name of the student: ");
gets_s(NAME, MAX);

SURNAME = (char *)malloc(MAX);
printf(" Enter a surname of the student: ");
gets_s(SURNAME, MAX);

// Распределение памяти для хранения "структурного" имени 
PTR->name = (char *)malloc(strlen(NAME)+1);
// Копирование имени в распределенную память
strcpy_s(PTR->name, strlen(NAME)+1, NAME);

// Распределение памяти для хранения "структурной" фамилии
PTR->surname = (char *)malloc(strlen(SURNAME)+1);
// Копирование фамилии в распределенную память
strcpy_s(PTR->surname, strlen(SURNAME)+1, SURNAME);

printf(" Enter the age of the student: ");
scanf_s("%d", TABLE.age);

printf(" Enter an average mark of the student: ");
scanf_s("%f", TABLE.av_mark);

TABLE.letters = strlen(PTR->name) + strlen(PTR->surname);
// Для вывода чисел с десятичной запятой
setlocale(LC_NUMERIC, ".1251"); 
puts("\n======== Varient field of structure ===============");
printf("\n Name: %s\n Surname: %s\n Age: %d\n Average mark: %1.2f\n\
 The name and surname of student have: %d letters", \
PTR->name, PTR->surname, PTR->age, PTR->av_mark, PTR->letters);
puts("\n\n================================================\n");

// Освобождение памяти
free(NAME);
free(SURNAME);
free(PTR->name);
free(PTR->surname);

   printf("\n Press any key: ");
   _getch(); return 0;
  }

В программе сначала выделяется память для имени и фамилии, для которых использованы указатели *NAME, *SURNAME. После того как имя и фамилия введены с клавиатуры, рассчитывается количество символов плюс символ окончания строки '\0', которые используются для выделения памяти для структурных переменных.

Возможный результат выполнения программы показан на рис 13.5.

Задание 5

Пример 6. Напишите программу записи структуры в двоичный файл и чтения ее из двоичного файла.

Решение примера разобьем на две части: создадим структуру и произведем пакетную запись в файл этой структуры. Потом операцию записи закомментируем, изменим поля структуры и выполним чтение из файла структуры.

Для динамического распределения памяти применим функцию malloc() и символьные указатели в качестве инициализаторов структуры.

Программный код решения примера:

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

#define MAX  80 // Предполагаемое число символов

// шаблон структуры
struct stud 
{  
char name[MAX+1];    // массив символов имени студента
char surname[MAX+1]; // массив символов фамилии студента
char ACOUY[MAX+1];    // специальность
int age;         // возраст - полных лет
float av_mark;  // средняя успеваемость
};

int main (void)
 {
char NAME[MAX+1], SURNAME[MAX+1], SPEC[MAX+1];
FILE *fid;

// условная инициализация переменной структуры и 
// определение указателя на структуру
struct stud TABLE = {"--", "--", "--", 0, 0.0}, *PTR;
PTR = TABLE; // инициализация указателя на структуру

printf("\n Enter a name of student: ");
gets_s(NAME, MAX);
printf(" Enter a surname of student: ");
gets_s(SURNAME, MAX);
printf(" Enter a speciality: ");
gets_s(SPEC, MAX);

// Занесение имени в структуру
strcpy_s(PTR->name, strlen(NAME)+1, NAME);
// Занесение фамилии в структуру
strcpy_s(PTR->surname, strlen(SURNAME)+1, SURNAME);
// Занесение названия специальности в структуру
strcpy_s(PTR->ACOUY, strlen(SPEC)+1, SPEC);

printf("Enter the age of the student: ");
scanf_s("%d", TABLE.age);
printf(" Enter the average mark student: ");
scanf_s("%f", TABLE.av_mark);

puts("\n======= Varient field of structure ============");
printf("\n Name: %s\n Surname: %s\n \
Specialisation: %s\n Age: %d\n Average mark: %0.2f\n ", \
PTR->name, PTR->surname, PTR->ACOUY, PTR->age, PTR->av_mark );
puts("\n================================================\n");
if ( fopen_s(fid, "D:\\data12.dat", "wb") )
{printf("\n File could not be opened\n");
printf("\n Press any key: ");
_getch(); return 0; }
//Пакетная запись в двоичный файл
fwrite(PTR, sizeof(struct stud), 1, fid);
fclose(fid);
  
//if ( fopen_s(fid, "D:\\data12.dat", "rb") )
//{printf("\n File could not be opened\n");
//printf("\n Press any key: ");
//_getch(); return 0; }
// Чтение из двоичного файла
//fread(PTR, sizeof(struct stud), 1, fid);
//puts("\n===== Variants of fields of structure =====");
//printf("\n Name: %s\n Surname: %s\n \
//Specialisation: %s\n Age: %d\n Average mark: %1.2f\n ", \

//PTR->name, PTR->surname, PTR->ACOUY, PTR->age, PTR->av_mark );
//puts("\n===============================================\n");
//fclose(fid);
   printf("\n\n Press any key: ");
   _getch();
   return 0; 
}

Форматы записи в двоичный файл и чтения из двоичного файла:

fwrite(PTR, sizeof(struct stud), 1, fid);
fread(PTR, sizeof(struct stud), 1, fid);

В функции fwrite() первый параметр PTR определяет собой содержимое структуры (данных в других случаях), которое по указателю *fid на файл записывается в файл. Второй параметр sizeof(struct stud) определяет собой размер в байтах. Третий параметр 1 – это количество блоков, которое будет записываться в файл. При этом второй и третий параметры перемножаются, поэтому их можно поменять местами.

В программе чтение из двоичного файла закомментировано. Для корректной работы программы сделана условная инициализация полей структуры, чтобы прописать адрес структуры в памяти с данными.

Возможный вариант выполнения программы при записи информации в двоичный файл показан на рис 13.6. После комментирования программного кода с записью в файл и снятия комментариев к программному коду чтения из файла результат выполнения программы показан на рис 13.7.

Задание 6

Контрольные вопросы