Struktura lub rekord - to złożony
typ danych
występujący w wielu
językach programowania
, grupujący logicznie powiązane ze sobą dane różnego typu w jednym obszarze pamięci. Składowe struktury - pola - są etykietowane, tj. mają swoje unikatowe nazwy; poprzez podanie nazwy otrzymuje się dostęp do danego pola.
Struktury są powszechnie stosowane w programowaniu, pozwalają bowiem w przejrzysty sposób opisywać złożone obiekty. Przykładem struktury może być informacja o książce: imię i nazwisko autora (
typ łańcuchowy
), tytuł (typ łańcuchowy), rok wydania (liczba całkowita), liczba stron (liczba całkowita), nazwa wydawnictwa, numer ISBN itp.
W językach z
silną typizacją
, zanim zostanie stworzona zmienna typu rekordowego, musi zostać zdefiniowany odpowiedni typ opisujący strukturę rekordu; takie typy nazywa się typami rekordowymi lub po prostu rekordami.
Podobną strukturą danych są
krotki
, w których pola nie są identyfikowane nazwą, lecz indeksem. W odróżnieniu jednak od krotek, dopuszcza się modyfikację pól struktury.
/* deklaracja */ struct miasto { long ludnosc; char* rzeka; }; /* definicja */ struct miasto Poznan; Poznan.ludnosc = 600000; Poznan.rzeka = (char*)malloc(sizeof(char)*6); strncpy(Poznan.rzeka, "Warta\0", 6);
Struktury w C mogą zawierać także pola zajmujące mniej niż 1
bajt
. Aby zadeklarować takie pole, należy podać po dwukropku liczbę
bitów
.
struct liczba { unsigned int mlodszy_bajt :8; unsigned int starszy_bajt :7; unsigned int znak :1; };
Pola bitowe mogą mieć typ int lub unsigned int. W tym pierwszym wypadku najstarszy bit będzie przeznaczony na znak danego pola.
Wyrównanie pól struktury
W języku C (a także C++) rozmiar struktury może być większy niż suma rozmiarów poszczególnych pól struktury. Wynika to z umieszczania przez kompilator pól po adresami wyrównanymi do granicy słowa maszynowego (zwykle 2, 4 lub 8 bajtów), co zapewnia szybszy dostęp przez mikroprocesor, ale jednocześnie utrudnia przekazywanie (np. przez sieć) lub zapis takich struktur.
Na przykład przyjmując wyrównanie do granicy 4 bajtów, poniższa struktura nie będzie zajmowała 5, lecz 8 bajtów:
struct {char a; /* sizeof(a) = 1 */int b; /* sizeof(b) = 4 */} S; /* sizeof(S) = 8 */
Wyrównanie można rozumieć jako dodatkowe pola, niedostępne dla programisty:
struct {char a;char [3]; /* wyrównanie */int b;} S;
Czasami wyrównanie pól struktury jest niepożądane, większość kompilatorów umożliwia programiście zmianę lub wyłączenie poprzez dyrektywę #pragma pack, np.:
#pragma pack(push) /* zapamiętaj bieżącą wartość wyrównania */#pragma pack(1) /* brak wyrównania */struct {char a; /* sizeof(a) = 1 */int b; /* sizeof(b) = 4 */} S; /* sizeof(S) = 5 */#pragma pack(pop)
Zobacz też:
unia
Struktury w C++ są deklarowane tak jak w C, jednak oprócz pól mogą zawierać także funkcje (tzw. metody) i mogą dziedziczyć z innych klas i struktur.
Struktura różni się w C++ od
klasy
wyłącznie domniemanym zakresem widoczności jej pól i metod - dla klasy jest to private a dla struktur public. Używanie struktur zamiast klas nie jest jednak dobrą praktyką programowania, gdyż zaciemnia budowę programu.
/* deklaracja */ struct miasto { long ludnosc; char* rzeka; miasto(long ludnosc,char *rzeka): ludnosc(ludnosc), rzeka(strdup(rzeka)) {}; /*konstruktor*/ inline char* wez_rzeke() {return rzeka}; ~miasto() {free( (void*)rzeka );} /*destruktor*/ };
% definicja Poznan.ludnosc = 600000 Poznan.rzeka = 'Warta'
! deklaracja TYPE::miasto INTEGER(KIND=4)::ludnosc CHARACTER(20)::rzeka END TYPE miasto ! definicja TYPE(miasto)::Poznan Poznan%ludnosc = 6000000 Poznan%rzeka = 'Warta' ! albo Poznan = miasto(6000000,'Warta')
{deklaracja} TYPE miasto = RECORD ludnosc : longint; rzeka : array[1..20] of char; END; {definicja} VAR Poznan: miasto; Poznan.ludnosc := 600000; Poznan.rzeka := 'Warta';
Struktura w
PL/1
W języku
PL/1
deklaracja struktury zawiera wprost podany przez programistę poziom zagłębienia w hierarchii struktury w postaci liczby całkowitej umieszczonej przed nazwą pola. Struktury na poziomie 1 to niezależne od siebie obiekty programowe, natomiast każdy kolejny poziom deklaruje pola lub kolejne podstruktury zawarte w strukturze nadrzędnej. Zdefiniowana hierarchia struktury może być użyta w innej deklaracji dzięki użyciu frazy LIKE, kopiującej zdefiniowaną strukturę.
dcl 1 miasto, 2 ludnosc fixed dec(7,0), 2 rzeka char(20); ... miasto.ludnosc=6000; miasto.rzeka='Warta';
Struktura w
SML-u
(* deklaracja typu rekordu (struktury) *)type miasto = { ludnosc : int, nazwa : string, rzeka : string};(* utworzenie zmiennej *)val Poznan = {nazwa="Poznań", rzeka="Warta", ludnosc=600000};(* pobranie tylko jednego pola (wygodne przy przypisywaniu większej liczby pól niż jedno) można podać albo nazwę zmiennej ('Ludnosc_zmiennej'), albo przyjmowana jest nazwa taka sama nazwa jak pola ('rzeka') *)val {ludnosc = Ludnosc_Poznania, rzeka, ...} = Poznan;(* pobranie tylko jednego pola *)val Ludnosc_Poznania = #ludnosc Poznan;