‫مبانی کامپیوتر و برنامه سازی‬
‫مدرس‪ :‬سید حسین خواسته‬
‫فصل نهم‬
‫برخی ساختارها در زبان ‪C‬‬
‫فهرست مطالب فصل نهم‬
‫•‬
‫ساختارها(‪)Structures‬‬
‫•‬
‫یونیونها(‪)Unions‬‬
‫•‬
‫ساختارهای بیتی(‪)Bit fields Structures‬‬
‫•‬
‫شمارشها (‪)Enumerations‬‬
‫‪3‬‬
‫نوع داده های تعریف شده بوسیله کاربر‬
‫• با استفاده از ‪ typedef‬می توان معادلهاایی بایان عاوا داده اان‬
‫استاعدارد موجود تعییف عمود‬
‫;‪• typedef int Length‬‬
‫• با تعییف باال ‪ Length‬معادل ‪ int‬می شود و می توان از آن بیان‬
‫تعییف متغیی ا استفاده عمود‬
‫; ‪Length a, b, len‬‬
‫; ]‪Length numbers[10‬‬
‫;]‪typedef char String[50‬‬
‫;]‪typedef int Array[10‬‬
‫;‪String name‬‬
‫;‪Array ages‬‬
‫‪4‬‬
‫ساختارها‬
‫• مجموعه ان از متغیی ان میتبط با یک عام واحد ستند‬
‫• ساختار ا می تواعناد بایخ آ آرایاه اا شاامی متغیی اایی از اعاواا‬
‫مختلف باشند‬
‫• معموالً از ساختار ا بیان تعییف ماواردن هاه در یایلهاا رخیایه مای‬
‫شوعد استفاده می شود‬
‫‪5‬‬
‫تعریف ساختارها‬
‫ عشاعه ساختار عامیده می شود‬employee ‫• عام‬
‫ اعضان ساختار ستند‬،‫• متغیی ایی هه بین }{ تعییف می شوعد‬
struct employee
struct employee
{
{
char firstName[ 20 ];
char firstName[ 20 ];
char lastName[ 20 ];
char lastName[ 20 ];
int age;
char gender;
int age;
double hourlySalary;
char gender;
double hourlySalary; } Ali, Sara, empDTS[20];
};
struct employee Reza,
struct employee Ali,
*emp;
emp[10];
6
struct
{
char firstName[ 20 ];
char lastName[ 20 ];
int age;
char gender;
double hourlySalary;
} Ali;
‫تعریف ساختارها‬
‫• معموالً از ‪ typedef‬به میاه ساختار ا استفاده مای شاود تاا یاک‬
‫معادل بیان ساختار تعییف شود‬
‫‪typedef struct‬‬
‫{‬
‫;] ‪char firstName[ 20‬‬
‫;] ‪char lastName[ 20‬‬
‫;‪int age‬‬
‫;‪char gender‬‬
‫;‪double hourlySalary‬‬
‫معادل‪} employee; //‬‬
‫‪ */‬یک متغیر از نوع ساختار ایجاد می کند *‪Ali; /‬‬
‫‪7‬‬
‫‪employee‬‬
‫تعریف ساختارها‬
‫• متغیی ان عضو یک ساختار می باید اسامی یکتایی داشته باشند ولی‬
‫متغیی ان عضو ساختار ان مختلف می تواعند عامهان یکساعی داشته‬
.‫باشند‬
struct employee
{
char Name[ 20 ];
char Name[ 20 ]; // Error!!!
int age;
char gender;
double hourlySalary;
} Ali, Sara, empDTS[20];
struct employee Reza, *emp;
struct Student
{
char Name[ 20 ]; // OK
int age;
char gender;
};
struct Student KNTU_92[80];
‫• در اعتهان تعییف ی ساختار یک ”;“ قیار می گیید‬
8
‫تعریف ساختارها‬
‫• یک ساختار عمی تواعد شامی متغیین از عوا مان ساختار باشد‪ ،‬ولی‬
‫متغیین از عوا اشاره گی به مان ساختار مجاز است‬
‫{ ‪struct employee2‬‬
‫… ‪//‬‬
‫;‪double hourlySalary‬‬
‫‪struct employee2 person; /* ERROR */‬‬
‫‪struct employee2 *ePtr; /* pointer */‬‬
‫;}‬
‫‪9‬‬
‫تعریف ساختارها‬
‫• می توان یک عام به عنوان عشاعه ساختار درعظی عگییت‬
‫‪struct‬‬
‫{‬
‫;] ‪char firstName[ 20‬‬
‫;] ‪char lastName[ 20‬‬
‫;‪int age‬‬
‫;‪char gender‬‬
‫;‪double hourlySalary‬‬
‫;‪} Ali‬‬
‫• در اینصورت متغیی ان از عوا این ساختار را یقط مای تاوان در هناار‬
‫تعییف خود ساختار تعییف عمود و در سایی مکاعهان بیعامه عمی تاوان‬
‫این عوا متغیی ا را تعییف عمود‬
‫‪10‬‬
‫دسترسی به اعضای یک ساختار‬
‫• اعضان یک ساختار با استفاده از عملگی ”‪ “.‬قابی دستیسی ستند‬
‫; ‪myEmp.firstName‬‬
‫‪employee. firstName; // Error‬‬
‫• اگی یک اشاره گی به ساختار تعییف شده باشد‬
‫; ‪– employee *emp = &myEmp‬‬
‫– با استفاده از عملگی ”>‪ “-‬عیز می توان به اعضان ساختار دستیسی داشت‬
‫‪– emp -> firstName; // arrow operator‬‬
‫– می توان به صورت زیی عیز به اعضان ساختار دستیسی داشت‬
‫;‪(* emp).firstName‬‬
‫‪struct employee‬‬
‫{‬
‫;] ‪char firstName[ 20‬‬
‫… ‪//‬‬
‫;‪} myEmp‬‬
‫‪11‬‬
‫–‬
‫مقداردهی اولیه ساختار‬
//‫یک ساختار تعریف می شود ولی فضایی برایش در نظر نمی شود‬
struct personal
{
long id; // student ID
float gpa; // grade point average
};
struct identity
{
char FirstName[30];
char LastName[30];
unsigned age;
struct personal person;
};
struct identity js = {"Joe", "Smith", 25}, *ptr = &js ;
js.person.id = 123456789 ;
js =js.
{"Joe", "Smith",
25,Error
9, 10}
strcpy(js.FirstName,
.id "Joe");
js.person.gpa = 3.4 ;
personal
printf ("%s %s %d %ld %f\n", js.FirstName, js.LastName, js.age, js.person.id, js.person.gpa) ;
printf ("%s %s %d %ld %f\n", ptr->FirstName, ptr->LastName,ptr->age, ptr->person.id,
ptr->person.gpa) ;
12
‫مقداردهی اولیه ساختار‬
//‫یک ساختار تعریف می شود ولی فضایی برایش در نظر نمی شود‬
struct personal
{
long id; // student ID
float gpa; // grade point average
};
struct identity
{
char FirstName[30];
char LastName[30];
unsigned age;
struct personal person;
};
struct identity js = {"Joe", "Smith", 25}, oj ;
js.person.id = 123456789 ;
js.person.gpa = 3.4 ;
oj = js;
printf ("%s %s %d %ld %f\n", oj.FirstName, oj.LastName, oj.age, oj.person.id,
oj.person.gpa) ;
13
‫آرایه ای از ساختارها‬
struct identity14, 9140153, 20,
struct identity
//Create
a struct
KNTU_Mabani[80]
but don’t reserve=space
{"omid", “Vatandoust",
{
struct personal
"Samad", "Shekarestani",
90, 2222222, 20} ;
char FirstName[30];
{
strcpy(KNTU_Mabani[2].FirstName,
"Khaje Nasir");
strcpy(KNTU_Mabani[2].LastName,
long id; // student ID
"Shekarestani"); char LastName[30];
unsigned age;
KNTU_Mabani[2].
float gpa;age
// grade
= 100;point average
struct personal person;
};
KNTU_Mabani[2].
person.id = 11111111;
} students[4];
KNTU_Mabani[2]. person. gpa = 20;
FirstName
LastName
age
students[0]
omid
Vatandoust
Students[1]
Samad
students[2]
Khaje Nasir
person
id
gpa
14
9140153
20
Shekarestani
90
2222222
20
Shekarestani
100
11111111
20
students[3]
14
‫مثال‬
#define NFRIENDS 10
struct Date
{
unsigned year;
unsigned month;
unsigned day;
};
struct Friend
{
char FirstName[30];
char LastName[30];
struct Date Birthday;
};
bool check_birthday(struct Date today, struct Date myFriend)
{
if ((today.month == myFriend.month) &&
(today.day == myFriend.day))
return (true);
return (false);
}
int main()
typedef
struct
{
struct
Friend
friends[NFRIENDS];
unsigned
year;
struct
Datemonth;
today = {2012, 3, 11};
unsigned
//
...
unsigned
day;
for (i = 0; i < NFRIENDS; i++)
} Date;
{ check_birthday(Date today, Date myFriend)
bool
{ if(check_birthday(today, friends[i].Birthday))
//… printf ("%s %s\n", friends[i].FirstName, oj.LastName) ;
} } // …
15
‫اشاره گر به ساختارها‬
Date create_date1(int month,
void create_date2(Date *d,
int day,
int month,
int year)
int day,
Pass-by-reference
{
int year)
Date d;
{
d->month = month;
d.month = month;
d->day
= day;
d.day
= day;
d->year = year;
d.year = year;
}
return (d);
}
Date today;
Copies date
today = create_date1(9, 4, 2008);
create_date2(&today, 9, 4, 2008);
16
‫اشاره گر به ساختارها‬
void create_date2(Date *d,
int month,
int day,
int year)
{
d->month = month;
d->day
= day;
d->year = year;
}
void foo(void)
{
Date today;
create_date2(&today, 9, 4, 2008);
}
17
0x30A8
year:
2008
0x30A4
day:
4
0x30A0
month:
9
0x3098
d:
0x1008
today.year:
2008
0x1004
today.day:
4
0x1000
today.month:
9
0x1000
‫اشاره گر به ساختارها‬
Date * create_date3(int month,
int day,
int year)
{
Date *d;
d->month = month;
d->day
= day;
d->year = year;
return (d);
}
18
‫ به چه چیزن اشاره می هند؟!؟!؟‬d
‫اشاره گر به ساختارها‬
void changeByValue(Date date)
{
date.day ++;
}
void changeByRef(Date *date)
{
date->day++;
}
void printDate(const Date date)
{
printf("today(d/m/y) is : \n");
printf("%d/%d/%d\n", date.day, date.month,
date.year);
}
19
Date today = {2012, 3, 11};
printDate(today);
changeByValue(today);
printDate(today);
changeByRef(&today);
printDate(today);
today(d/m/y) is :
11/3/2012
today(d/m/y) is :
11/3/2012
today(d/m/y) is :
12/3/2012
‫مقایسه ساختارها‬
‫• ساختار ا عباید با استفاده از عملگی ان == و =! مورد مقایساه قایار‬
‫گییعد زییا اعضان ساختار ا لزوماً در بایتهان متوالی حایظاه رخیایه‬
‫عمی شوعد‬
‫{ ‪struct a‬‬
‫;‪int a‬‬
‫;‪int b‬‬
‫;}‬
‫;‪struct a b, c‬‬
‫;‪b.a = 10‬‬
‫;‪b.b = 30‬‬
‫;‪c = b‬‬
‫‪if(c == b) // Error‬‬
‫‪20‬‬
‫یونیونها(‪)Unions‬‬
‫• یک یوعیون مشابه یک ساختار است هه اعضان آن در یاک یضاان مشاتیر در حایظاه‬
‫تعییف می شوعد‬
‫• به دالیلی ممکن است در یک بیعامه در عمی یقط یکی از چند متغیای موردعیااز باشاد و‬
‫بنابیاین لزومی عدارد هه یضان حایظه با درعظی گییتن یضان جداگاعاه بایان ماه آعهاا‬
‫در د یم‬
‫• اعضان یوعیون می تواعند از ی عوعی باشند‬
‫• یضان حایظه درعظی گییته شده بیان یوعیون باه اعادازه یضاان موردعیااز بایان رخیایه‬
‫عضون از آن است هه بیشتیین یضان حایظه را عیاز دارد‬
‫• یقط یک عنصی (و در عتیجه یک عوا داده) در ی زمان می تواعد مورد رجوا قیار گیید‬
‫‪21‬‬
‫نمایش یونیونها‬
c
union myDataUnion {
int
i;
char c;
float f;
} u1, u2;
union myDataUnion u3;
i
f
u1.i = 4;
u1.c = ’a’;
u2.i = 0xDEADBEEF;
22
‫یونیونها(‪)Unions‬‬
‫• عملگی ان قابی استفاده بیرون یوعیوعها عبارتند از‪:‬‬
‫– عسبت د ی یک یوعیون از یک عوا به یک یوعیون دیگی از مان عوا‬
‫– بدست آوردن آدرس با استفاده از &‬
‫– دستیسی به عناصی یوعیون با استفاده از ”‪ “.‬و ”>‪“-‬‬
‫• یوعیوعها عمی تواعند با استفاده از عملگی ان == و =! ماورد مقایساه‬
‫قیا گییعد (به دلیی مشابه دلیی رهی شده بیان ساختار ا)‬
‫‪23‬‬
‫یونیونها(‪)Unions‬‬
‫• یک یوعیون می تواعد بوسیله یک مقدار از عوا داده اولین عضاو خاود‬
‫مقدارد ی اولیه شود‬
‫‪union a‬‬
‫{‬
‫‪int a; // OK‬‬
‫;]‪char b[4‬‬
‫;}‬
‫;}‪union a b = {10‬‬
‫;)‪printf("%d", b.a‬‬
‫‪24‬‬
‫ساختارهای بیتی‬
‫• در زبان ‪ C‬می توان مشخص هید هه یک متغیی از عوا ‪ int‬یا ‪unsigned int‬‬
‫در یک ساختار یا یوعیون دقیقاً در چند بیت رخییه شود‪.‬‬
‫• به این موارد بخش بیتی (‪ )Bit field‬می گویند‬
‫• بیان تعییف یک بخش بیتی یک ”‪ “:‬و سپس تعادا بیتهاان موردعیااز آورده مای‬
‫شود‬
‫• بخشهان بیتی مشابه عناصی دیگی ساختار ا قابی دستیسی ستند‬
‫‪25‬‬
‫ساختارهای بیتی‬
struct Flags
{
int
unsigned int
unsigned int
} foo;
foo.f1 = -2;
foo.f2 = 1;
foo.f3 = 2;
f1:3;
f2:1;
f3:2;
f1
f2
f3
1 1 0 1 1 0 … …
26
…8 bit …
…8 bit …
…8 bit …
‫شمارشها (‪)Enumerations‬‬
‫• ‪ Enumeration‬یک عوا داده تعییف شده بوسیله هاربی است و باا‬
‫استفاده از هلمه هلیدن ‪ enum‬تعییف می شود‬
‫; }‪– enum tag_name {name_0, …, name_n‬‬
‫• ‪ tag_name‬به صورت مستقیم استفاده عمای شاود‪ ،‬اساامی قایار‬
‫گییته بین {} ثابتهان عمادینی ستند هه مقادیی بین ‪ 0‬تا ‪ n‬به آعها‬
‫اختصاص می یابد‪ ،‬به عنوان مثال‪:‬‬
‫; } ‪– enum colors { red, yellow, green‬‬
‫• سه مقدار ثابت ایجاد می شود و به تیتیب مقادیی ‪ 0‬باه ‪ 1 ،red‬باه‬
‫‪ yellow‬و ‪ 2‬به ‪ green‬عسبت داده می شود‬
‫‪27‬‬
‫شمارشها (‪)Enumerations‬‬
‫• اسامی شناسه ا در یک شمارش می باید یکتا باشند‬
‫• مقادیی ثابتها در یک شمارش از ‪ 0‬شیوا می شاوعد‪ ،‬مگای اینکاه مقادار دیگاین‬
‫مشخص شود‬
‫• مقدار ی ثابت در شمارش می تواعد به صورت دقیق در نگاام تعییاف شامارش‬
‫معین شود‬
‫• چند عضو یک شمارش می تواعند مقدار یکسان داشته باشند‬
‫• بعد از تعییف یک شمارش عمی توان مقادیی ثابتهان آعیا تغییی داد‬
‫‪28‬‬
‫مثال‬
/* ‫*این برنامه از شمارشها برای دسترسی به عناصر یک آرایه استفاده می کند‬/
#include <stdio.h>
int main( )
{
int March[5][7]={{0,0,1,2,3,4,5},
{6,7,8,9,10,11,12},
{13,14,15,16,17,18,19},
{20,21,22,23,24,25,26},
{27,28,29,30,31,0,0}};
enum days {Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday};
enum week {week_one, week_two, week_three, week_four, week_five};
printf ("Monday the third week of March is March %d\n",
March [week_three] [Monday] );
}
29
‫مثال‬
/* ‫*ثابتهای شمارش ماههای سال را نمایش می دهند‬/
enum months {JAN = 1, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV, DEC };
enum months month;
/* ‫*مقداردهی اولیه‬/
const char *monthName[] = { "", "January", "February", "March",
"April", "May", "June", "July", "August", "September", "October“,
“November”, “December”
/* ‫*حلقه بر روی ماهها‬/
for (month = JAN; month <= DEC; month++ )
{
printf( "%2d%11s\n", month, monthName[month] );
}
30