Практическая часть. Пример 1. Напишите программу структурного описания каталога одной книги

Пример 1. Напишите программу структурного описания каталога одной книги.

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

#include <string.h>

#define N 40

struct book { // Определение структуры

char title[N+1]; // Название книги

char author[N+1]; // Автор

int year; // Год издания

int page; // Количество страниц

float price; // Цена в у.е.

} Library;

int main (void)

{

// Инициализация полей структуры

Library.year = 2007;

Library.page = 496;

Library.price = 12.78F;

strcpy_s(Library.title, N, "Programming in C");

strcpy_s(Library.author, N, "Stephen G. Kochan");

// Вывод на консоль

printf("\n\t Title: %s\n", Library.title);

printf("\t Author: %s\n", Library.author);

printf("\t Year: %d\n", Library.year);

printf("\t Number of pages: %d p.\n", Library.page);

printf("\t Price: %1.2f y.e.\n", Library.price);

printf("\n\n Press any key: ");

_getch();

return 0;

}

В программе использованы функции strcpy_s() вместо стандартных функций strcpy(), что позволило избавиться от предупреждений в системе Visual Studio 2008. В случае применения функций strcpy(), их формат записи был бы следующим:

strcpy(Library.title, "Programming in C");

strcpy(Library.author, "Stephen G. Kochan");

Результат выполнения программы показан на рис. 14.1.

Рис. 14.1. Пример инициализированных полей структуры

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. 14.2.

Рис. 14.2. Пример инициализированных полей структуры

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. 14.3.

Рис. 14.3. Пример вывода полей структуры на консоль

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. 14.4.

Рис. 14.4. Пример информационной карточки студенческой группы

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

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. 14.5.

Рис. 14.5. Пример динамического создания карточки студента

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. 14.6. После комментирования программного кода с записью в файл и снятия комментариев к программному коду чтения из файла результат выполнения программы показан на рис. 14.7.

Рис. 14.6. Вариант записи информации в двоичный файл

Рис. 14.7. Результат чтения из двоичного файла

Контрольные вопросы

1. Как определяется структура в языке С?
2. Как объявляется структура в языке С?
3. Какими способами можно объявить новые структурные переменные?
4. Какие форматы используются для доступа к элементам структуры?
5. Что такое вложенная структура?
6. Какой уровень вложенности структур поддерживается стандартом С89?
7. Как объявляется массив структур?
8. Как объявляется указатель на структуру?
9. Как инициализируется указатель на структуру?
10. Как осуществляется инициализация полей структуры, определенных как символьные массивы?
11. Какой оператор может быть использован для определения структурного типа данных?
12. Является ли тег структуры именем ее типа?