Struktury

Wstęp

Z czasem, gdy zaczynamy tworzyć coraz bardziej zaawansowane projekty programistyczne, zaczyna się okazywać, że podstawowe typy przestają wystarczać. Nasz kod staje się coraz mniej czytelny i coraz trudniej się w nim zorientować, ponieważ mamy grupy zmiennych, które dotyczą tak naprawdę jednego "obiektu". Dla przykładu wyobraźmy sobie, że piszemy program, który wykonuje obliczenia geometryczne i pracuje na punktach. Każdy punkt jest reprezentowany przez dwie współrzędne: \(x\) i \(y\). Potrzebujemy więc dwóch zmiennych do reprezentacji każdego punktu. To już samo w sobie może okazać się problematyczne, w szczególności, gdy będziemy potrzebowali tablicy takich punktów. Co wtedy zrobić? Stworzyć dwie tablice, jedną do współrzędnych \(x\), drugą do współrzędnych \(y\) i na nich pracować? Trzeba wtedy pamiętać o tym, że wartości z dwóch tablic są ze sobą powiązane, więc jak np. chcemy zmienić ich kolejność, to powinniśmy to zrobić w dwóch tablicach.

W takiej sytuacji z pomocą przychodzą struktury. Struktury (w dużym skrócie) pozwalają nam definiować własne typy i przydają się przede wszystkim w sytuacjach, gdy potrzebujemy połączyć grupę wartości w jedną, logiczną całość. Przyjrzyjmy się poniższym przykładom.

Przykład 1: punkt 2D

Zacznijmy od prostego przykładu punktu. Zdefiniujemy strukturę Point, która będzie przechowywać dwie wartości całkowite: współrzędne punktu.

Implementacja

#include <stdio.h>

typedef struct Point {
    int x;
    int y;
} Point;

int main() {
    Point point;

    printf("Creating new point with x = 5 and y = 3\n");
    point = (Point){5, 3};

    printf("Point x: %d\n", point.x);
    printf("Point y: %d\n", point.y);

    printf("\nAssigning new values to the point variable\n");

    point.x = 20;
    point.y = 13;
    printf("Point x: %d\n", point.x);
    printf("Point y: %d\n", point.y);

    return 0;
}

Opis implementacji

Zaczynamy od zdefiniowania własnej struktury Point (linia 3). Definicję struktury zaczynamy od słowa kluczowego struct, następnie podajemy jej nazwę i otwieramy blok kodu. Aby używać skróconej nazwy nowego typu definiujemy ją za pomocą polecenia typedef, po definicji struktury podając nazwę naszego typu, w tym przypadku Point (linia 6).

W ciele struktury definiujemy dwie zmienne całkowite do przechowywania współrzędnych punktu: x (linia 4) oraz y (linia 5). Dla czytelności robimy to w dwóch osobnych liniach, nic nie stoi jednak na przeszkodzie, by zdefiniować obie zmienne jedna po drugiej, po przecinku.

W części głównej programu na samym początku tworzymy zmienną point korzystając z wcześniej zdefiniowanego nowego typu Point (linia 9).

W celu przypisania wartości do naszej zmiennej możemy postąpić na dwa sposoby: * Korzystając z notacji nawiasów klamrowych, podać wartości kolejnych zmiennych po przecinku (linia 12), * Przypisać wartości do każdej zmiennej osobno (linie 19 i 20).

Aby dostać się do elementów naszej zmiennej typu Point używamy zapisu z kropką, np. point.x. Gdyby nasza zmienna point była wskaźnikiem, zamiast kropki użylibyśmy strzałki: point->x.