Kapitel 6 - Strukturen

EINI-I
Einführung in die Informatik
für Naturwissenschaftler und
Ingenieure I
Kapitel 6
Claudio Moraga; Gisbert Dittrich
FBI Unido
[email protected]
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Gliederung Kapitel 6: Strukturen
Vereinbarung für Zeichen auf char
Zusammengesetzte Strukturen: struct
Beispiel Buchdaten (einfach)
Vereinbarung
Zugriff
u.a. unter Verwendung von Zeigern
Verwendung
Beispiel Buchdaten (komplexer)
Karteikarte
KarteLesen
Aufruf
Namensraum
22.11.2000
2
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Vereinbarung für Zeichen auf char
char Kette[]; // Deklaration einer Zeichenkette
// unbestimmter Länge. Kette
// ist gleichzeitig ein Zeiger zur
// ersten Komponente des Feldes.
char Kette[]= “Text“; // Definition einer
// Zeichenkette mit dem Initialinhalt “Text“
Kurze Schreibweise (Vereinbarung):
char * Kette = “Text“;
22.11.2000
3
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Vereinbarung für Zeichen auf char
Einige Autoren interpretieren die kurze Schreibweise
wie folgt:
„Der Datentyp für eine Zeichenkette ist char *, der
einen Zeiger auf den Beginn der Zeichenfolge
beschreibt, über den auf die Zeichenkette zugegriffen
wird. Bei der Ausgabe einer Zeichenkette weißt der
zu cout gehörende Ausgabeoperator <<, dass
char * nicht als Zeiger, sondern als mit \0 terminierter
Zeichenfolge aufzufassen ist.“
22.11.2000
4
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
#include<iostream.h>
void main ( ) {
char feldname[ ]= "Frohe Weihnachten!";
char * zeigername;
zeigername = &feldname[0];
cout <<
<<
cout <<
<<
cout <<
<<
"\n *zeigername = "
*zeigername << endl;
"\n uebernaechstes Symbol = "
*(zeigername + 2) << endl;
"\n zeigername = "
zeigername << endl;
1
22.11.2000
5
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
// Nun nur die Abgekürtzte Definition:
char * zeiger_alleine = "Guten Rutsch!";
cout <<
<<
cout <<
<<
cout <<
<<
cout <<
"\n *zeiger_alleine = "
*zeiger_alleine << endl;
"\n uebernaechstes Symbol = "
*(zeiger_alleine + 2) << endl;
"\n zeiger_alleine = "
zeiger_alleine << endl;
endl;
2
}
22.11.2000
Ausführen
6
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Zusammengesetzte Strukturen
Möchte die Daten
von Büchern verwalten
(Daten eines Buchs sollen
logisch zusammengefügt
werden).
jahr
(int)
seiten
BuchDaten
(int)
preis
(float)
7
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
struct
• Vereinbarung durch
– Angabe der einzelnen Komponenten
– mit Namen und Typ:
Name der
struct
struct BuchDaten {
int
jahr, seiten;
Typ der
Komponenten
float preis;
};
Name der
Komponenten
8
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen zu struct
• Name der Struktur ist zugleich Typname.
– damit können Variable und Konstanten deklariert
werden:
BuchDaten meineDaten;
Danach hat die Variable meineDaten den Typ
BuchDaten
• Zugriff auf die Komponenten (jahr, seiten,
preis) durch Qualifikation: meineDaten.jahr
9
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen zu struct
• Beispiel (Zuweisung über Komponenten)
meineDaten.jahr
= GanzeZahlLesen("Jahr: ");
meineDaten.seiten = GanzeZahlLesen("Seiten: ");
meineDaten.preis = ReelleZahlLesen("Preis: ");
• Andere Möglichkeit durch Zuweisung einer
vollständigen struct (vom Typ BuchDaten)
meineDaten = dieseDaten
• Über Verwendung von Zeigern (analog)
10
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen zu struct
Zuweisung unter Verwendung von Zeigern:
Z.B.: Gib die Adresse eines Elements von
BuchDaten an, schreibe die eingelesenen
Daten "an die entsprechende Adresse“ :
BuchDaten meineDaten
LiesBuchDaten (&meineDaten);
Die Funktion LiesBuchDaten ist so
definiert:
11
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen struct
Funktion LiesBuchDaten
Signatur benutzter Funktionen
Zeiger
auf Typ BuchDaten
int GanzeZahlLesen (char *);
float ReelleZahlLesen (char *);
void LiesBuchDaten (BuchDaten *bd) {
bd->jahr = GanzeZahlLesen ("Jahr: ");
bd->seiten = GanzeZahlLesen ("Seiten: ");
bd->preis = ReelleZahlLesen ("Preis: ");
}
Zuweisung
an Komponenten
bd->jahr
steht für
(*bd).jahr
12
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen struct
• Also:
– in der Funktionsdefinition wird als formaler Parameter
verwendet
• Zeiger auf Element vom Typ BuchDaten.
– im Rumpf der Definition Zugriff durch Dereferenzieren
• Beispiel:
Die Komponente jahr wird angesprochen als
(*bd).jahr, abgekürzt als bd->jahr
– Aufruf :
• Im Beispiel: mit konkreter Adresse &meineDaten
LiesBuchDaten(&meineDaten)
13
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen struct
• Vereinbarung konstanter structs durch
Angabe der Werte:
const BuchDaten
dieseDaten = {1997,234,14.70};
14
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Anmerkungen zu {..}
• Allgemein:
– Wertangaben bei der Definition zur gleichzeitigen
Initialisierung mehrerer Werte können in
geschweiften Klammern {..} angegeben werden.
Weiteres Beispiel:
char s[4] = {'a', 'b', 'c', ‘\0'};
(wirkt wie die Zeichenkette s="abc")
15
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Beispiel
Karteikarte für ein Buch soll enthalten:
Verfasser
Titel
Verlag
Zeichenkette,
Länge autorMax
Zeichenkette,
Länge titelMax
Zeichenkette,
Länge verlagMax
Buchdaten Typ BuchDaten
16
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Beispiel
const int autorMax = 75,
titelMax = 100, verlagMax = 128;
struct karteikarte {
char autor [autorMax];
char titel [titelMax];
char verlag [verlagMax];
BuchDaten dieDaten;
};
• Direkte Umsetzung der angegebenen Spezifikation für die Daten.
• Strukturen können selbst Strukturen enthalten
17
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
Buchdatei
void AngabeLesen (char *, char *, int);
void LiesBuchDaten(Buchdaten *);
void KarteLesen(int i, karteikarte * k){
cout << "Buch Nr. :" << (i + 1) << endl;
AngabeLesen("Autor:
", k->autor, autorMax);
AngabeLesen("Titel:
", k->titel, titelMax);
AngabeLesen("Verlag :
", k->verlag, verlagMax);
LiesBuchDaten (&(k->dieDaten));
}
18
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
KarteLesen/Buchdatei
Der Aufruf
KarteLesen (17, &ka)
liest die Karte Nr. 17 ein und speichert sie unter
der Adresse &ka (wobei vereinbart ist
Karteikarte ka)
Programm:
KKarte als struct
19
Vorl “EINI-I"
//
//
//
//
//
Kap 6: Strukturen
K6-P1 KKarte als Struct
demonstriert structs
Bei Behandlung von "Randfällen" nicht robust.
Fehlerhaft !?
#include <iostream.h>
#include <stdio.h>
const char ZeilenEnde = '\n', Null = '\0';
const int autorMax = 75, titelMax = 100, verlagMax = 128;
struct BuchDaten {
int jahr, seiten;
float preis;
}
1
22.11.2000
20
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
struct karteikarte {
char autor[autorMax];
char titel[titelMax];
char verlag[verlagMax];
BuchDaten dieDaten;
};
//Funktionsprototypen
int GanzeZahlLesen(char *);
float ReelleZahlLesen(char *);
void LiesBuchDaten (BuchDaten *);
void AngabeLesen(char *, char *, int);
void KarteLesen(int, karteikarte *);
void AutorAusgeben(karteikarte *);
void TitelAusgeben(karteikarte *);
const int n=2;
2
22.11.2000
21
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
main() {
// const int n=2;
karteikarte kartei[n],*zk;
int i;
cout << "Eingabe der Kartei-Karten:\n";
for (int i=0;i<n;i++)
KarteLesen(i, &kartei[i]);
zk = kartei;
cout << "\nAusgabe der Autoren:\n";
for (i=0;i<n;i++) {
AutorAusgeben(zk);
TitelAusgeben(zk++);
}
cout << '\n' << "Fertig!" << endl;
}
22.11.2000
3
22
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
void AngabeLesen(char * prompt, char * angabe, int maxWert){
int i = 0;
cout << prompt << "(Zeichenkette)\t";
for (i = 0; (angabe[i] = getchar()) != ZeilenEnde
&& i < maxWert; i++);
if (i <= maxWert) angabe[i] = Null;
}
void LiesBuchDaten (BuchDaten *bd) {
bd->jahr = GanzeZahlLesen ("Jahr: ");
bd->seiten = GanzeZahlLesen ("Seiten: ");
bd->preis = ReelleZahlLesen ("Preis: ");
}
void KarteLesen(int i, karteikarte * k){
cout << “\nBuch Nr. :" << (i + 1) << endl;
AngabeLesen("Autor:
", k->autor, autorMax);
AngabeLesen("Titel:
", k->titel, titelMax);
AngabeLesen("Verlag :
", k->verlag, verlagMax);
LiesBuchDaten (&(k->dieDaten));
}
22.11.2000
4
23
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
int GanzeZahlLesen(char * prompt) {
int i;
cout << prompt << "(ganze Zahl)\t";
cin >> i;
return i;
}
float ReelleZahlLesen(char * s) {
float fl;
cout << s << "(reelle Zahl)\t";
cin >> fl;
return fl;
}
22.11.2000
5
24
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
void AutorAusgeben(karteikarte * k){
cout << "Autor :
"
<< k->autor
<< '\n';
}
void TitelAusgeben(karteikarte * k){
cout << "Titel :
"
<< k->titel
<< '\n';
}
6
Ausführen
22.11.2000
25
Vorl “EINI-I"
Kap 6: Strukturen
KarteLesen/Buchdatei
Jedes struct hat seinen eigenen Namensraum
struct eins {
unabhängig
int x;
voneinander
char *t;
}
struct zwei {
float x;
int t;
}
26