Структурные типы данных предоставляют
возможность создавать новые типы, расширяя определения уже существующих
таким образом, чтобы данные новых типов могли содержать более одного
значения. Элементами данных структурных типов можно манипулировать как
поодиночке, так и вместе, и эти элементы сами могут быть структурными.
Никаких ограничений на подобное вложение одной структуры в другую не
существует.
Ниже перечислены структурные типы, определенные в Delphi.
Записи
Массивы
Множества
Файлы
Классы
Указатели на классы
Перечисленные типы сами по себе обычно являются не типами, а структурными методами дополнения существующих типов.
Записи
С
помощью зарезервированного слова record (запись) в одном типе можно
объединять данные разных типов. Общий синтаксис объявления этого типа
выглядит следующим образом:
record
fieldnamel: fieldtypel;
fieldname2, fieldname3: fieldtype2;
case optional tagfield: required ordinal type of
1: variantnamel: varianttype3;
2, 3: variantname2: varianttype4;
end;
Данное
объявление состоит из фиксированной и вариантной частей. Однако вовсе
не обязательно вставлять в одно объявление записи обе эти части. Обычно
удобнее работать с каждой из этих частей отдельно.
Фиксированные записи
В
фиксированной части записи определяется одно или несколько независимых
полей. Каждому полю обязательно присваивается имя и тип:
record
fieldnamel: fieldtypel;
fieldname2, fieldname3: fieldtype2;
end;
Имея
доступ к информации в записи, можно обрабатывать всю запись целиком
(все поля одновременно) или только отдельное поле. Для обращения к
отдельному полю наберите имя записи, точку и идентификатор поля,
например
MyRec.Fieldnamel
Для доступа ко всей записи просто укажите ее имя.
Вариантные записи
Вариантная часть типа record дает возможность по-разному трактовать область памяти, совместно занимаемую вариантами поля:
record
case optional tagfield: required ordinal type of
1: variantnamel: varianttype3;
2, 3: variantname2: varianttype4;
end;
Все
варианты занимают в памяти одно место. Каждый вариант обозначается
некоторой постоянной. При желании можно получать доступ ко всем полям
всех вариантов одновременно, однако это может иметь смысл только в
наиболее простых случаях, когда точно известно, как именно информация
каждого варианта записывается в память.
Каждый вариант
обозначается минимум одной константой. Все константы должны быть
порядковыми и совместимыми по типу с меткой поля.
Необязательное
поле - это идентификатор дополнительного поля в фиксированной части
записи, общий для всех вариантов. Обычно с его помощью определяют, когда
к какому варианту обращаться.
Необязательное поле можно не
указывать, однако порядковый тип необходим. При отсутствии
необязательного поля программе придется выбирать подходящий вариант
каким-то иным образом.
Данные некоторых типов бессмысленно
интерпретировать различным образом, и в Object Pascal на некоторые
критические типы наложено соответствующее ограничение. Как следствие, в
вариантную часть записи нельзя включать длинные строки и переменные типа
Variant, а также структурные переменные, содержащие эти типы.
Массивы
Массивы могут быть одно- или многомерными, как в следующем примере.
array [ordinal_type] of type_definition;
array [ordinal typel, ordinal type2] of type definition;
Каждый
массив содержит некоторое количество элементов информации одного типа.
Для обращения к элементу массива надо указать имя массива и индекс
элемента, заключенный в квадратные скобки. Обратите внимание, что число
элементов массива в каждом измерении задается порядковым типом
(ordinal_type). Для этого можно воспользоваться идентификатором
некоторого типа (например, Boolean или AnsiChar), однако на практике
обычно явно задается поддиапазон целых.
Количество элементов массива равно произведению количеств элементов во всех измерениях.
Для
обращения к элементу массива укажите имя этого массива и индекс
элемента в квадратных скобках. Пусть, например, массив определен
следующим образом:
var MyArray: Array [1..10] of Integer;
Тогда обращение к его третьему элементу будет выглядеть, как MyArray[З], и выполняться, как к переменной Integer.
Множества
Зарезервированное слово set (множество) определяет множество не более чем из 256 порядковых значений:
Set of ordinal type
Минимальный
и максимальный порядковые номера исходного типа (на основе которого
определяется множественный тип) должны быть в пределах между 0 и 255.
Переменная множественного типа содержит (или не содержит) любое значение
исходного порядкового типа. Каждое значение из заданного диапазона
может принадлежать или не принадлежать множеству. Рассмотрим следующий
пример.
Type CharSet = set of AnsiChar; // Тип множества символов. ANSI.
var MyAlphaSet: CharSet; // Переменная типа CharSet.
Переменная
set может содержать все элементы множества или не содержать ни одного.
При присвоении значения переменной множественного типа элементы
множества (порядковые значения) указываются в квадратных скобках:
MyAlphaSet := ['А', 'Е', 'Г, 'О', 'U', 'Y']; // Все прописные гласные.
Пустые квадратные скобки задают пустое множество, не содержащее ни одного элемента. Это относится ко всем множественными типам.
Файловый тип
Тип
file предназначен для доступа к линейной последовательности элементов,
которые могут представлять данные любого типа, кроме содержащих типы
file и class. Объявление файлового типа подобно объявлению массива,
только без указания числа элементов.
file of Typel // Файл определенного типа, содержащий
// записи фиксированной длины.
file // Файл без типа или "блочный".
textfile // Файл с записями переменной длины, разделенными символами CR
//и LF ("возврат каретки" и "новая строка").
Механизм
ввода-вывода информации как никакой другой аспект программирования
зависит от языка и реализации. В большинстве случаев предполагается, что
программисту незачем вникать во внутреннюю структуру переменных,
управляющих вводом-выводом, и при передаче информации следует полностью
полагаться на предназначенные для этого процедуры. Их реализация должна
оставаться чем-то наподобие черной магии. В Basic файлы обозначаются
числовыми значениями - дескрипторами. В C/C++ программисты манипулируют
указателями на структуру FILE. И только в Delphi файловая структура -
это переменная.
Типы данных, определяемые пользователем C++
В
реальных задачах информация, которую требуется обрабатывать, может
иметь достаточно сложную структуру. Для ее адекватного представления
используются типы данных, построенные на основе простых типов данных,
массивов и указателей.
Язык С++ позволяет программисту определять свои типы данных и правила работы с ними.
Переименование типов (typedef)
Для того чтобы сделать программу более ясной, можно задать типу новое имя с помощью ключевого слова typedef:
typedef тип новое_имя [ размерность ];
Размерность может отсутствовать. Примеры:
typedef unsigned int UINT;
typedef char Msg[100];
typedef struct{
char fio[30];
int date, code;
float salary;} Worker;
Введенное таким образом имя можно использовать таким же образом, как и имена стандартных типов:
UINT i, j;//две переменных типа unsigned int
Msg str[10];//массив из 10 строк по 100 символов
Worker stuff[100];//массив из 100 структур
Перечисления (enum)
При
написании программ часто возникает потребность определить несколько
именованных констант, для которых требуется, чтобы все они имели
различные значения. Для этого удобно воспользоваться перечисляемым типом
данных. Формат:
enum [ имя_типа ] { список_констант };
Имя
типа задается в том случае, если в программе требуется определять
переменные этого типа. Компилятор обеспечивает, чтобы эти переменные
принимали значения только из списка констант.
Константы должны
быть целочисленными и могут инициализироваться обычным образом. При
отсутствии инициализатора первая константа обнуляется, а каждой
следующей присваивается на 1 большее значение, чем предыдущей:
enum Err { ERR_READ, ERR_WRITE, ERR_CONVERT};
Err error;
...
switch (error)
{case ERR_READ:/* операторы */ break;
case ERR_WRITE: /* операторы */ break;
case ERR_CONVERT: /* операторы */ break;}
Константам ERR_READ, ERR_WRITE, ERR_CONVERT присваиваются значения 0, 1 и 2 соответственно.
Структуры (struct)
В
отличие от массива, все элементы которого однотипны, структура может
содержать элементы разных типов. В языке С++ структура является видом
класса и обладает всеми его свойствами, но во многих случаях достаточно
использовать структуры так, как они определены в языке С:
struct [ имя_типа ] {
тип_1 элемент_1;
тип_2 элемент_2;
...
тип_n элемент_n;
} [ список_описателей ];
Элементы
структуры называются полями структуры и могут иметь любой тип, кроме
типа этой же структуры, но могут быть указателями на него.
Если
отсутствует имя типа, должен быть указан список описателей переменных,
указателей или массивов. В этом случае описание структуры служит
определением элементов списка:
struct {
char fio[30];
int date, code;
float salary;
}stuff[100], *ps;/*определение массива структур и указателя на структуру */
Если
список отсутствует, описание структуры определяет новый тип, имя
которого можно использовать в дальнейшем наряду со стандартными типами,
например:
struct Worker{//описание нового типа Worker
char fio[30];
int date, code;
float salary;
};//описание заканчивается точкой с запятой
Worker stuff[100], *ps;/* определение массива типа Worker и указателя на тип Worker */
Для инициализации структуры значения ее элементов перечисляют в фигурных скобках в порядке их описания:
struct{
char fio[30];
int date, code;
float salary;
}worker = {"Страусенко", 31, 215, 3400.55};
Для
переменных одного и того же структурного типа определена
операцияприсваивания, при этом происходит поэлементное копирование.
Структуру
можно передавать в функцию и возвращать в качестве значения функции.
Другие операции со структурами могут быть определены пользователем.
Доступ
к полям структуры выполняется с помощью операций выбора . (точка) при
обращении к полю через имя структуры и -> при обращении через
указатель, например:
Worker worker, stuff[100], *ps;
...
worker.fio = "Страусенко";
stuff[8].code = 215;
ps->salary = 0.12;
Битовые поля
Битовые
поля — это особый вид полей структуры. Они используются для плотной
упаковки данных, например, флажков типа «да/нет». При описании битового
поля после имени через двоеточие указывается длина поля в битах (целая
положительная константа):
struct Options {
bool centerX:1;
bool centerY:1;
unsigned int shadow:2;
unsigned int palette:4;};
Доступ к полю осуществляется по имени. Адрес поля получить нельзя.
Объединения (union)
Объединение
(union) представляет собой частный случай структуры, все поля которой
располагаются по одному и тому же адресу. Формат описания такой же, как у
структуры, только вместо ключевого слова struct используется слово
union.
Длина объединения равна наибольшей из длин его полей. В
каждый момент времени в переменной типа объединение хранится только одно
значение, и ответственность за его правильное использование лежит на
программисте.
Объединения применяют для экономии памяти, а также для разной интерпретации одного и того же битового представления:
struct Options {
bool centerX:1;
bool centerY:1;
unsigned int shadow:2;
unsigned int palette:4;
};
union {
unsigned char ch;
Options bit;
}option={0xC4};
cout << option.bit.palette;
option.ch &= 0xF0;// наложение маски
По сравнению со структурами на объединения налагаются некоторые ограничения:
- объединение может инициализироваться только значением его первого элемента;
- объединение не может содержать битовые поля;
- объединение не может содержать виртуальные методы, конструкторы, деструкторы и операцию присваивания;
- объединение не может входить в иерархию классов.
