Структуры и функции

Единственно возможные операции над структурами - это их копирование, присваивание, взятие адреса с помощью & и осуществление доступа к ее элементам. Копирование и присваивание также включают в себя передачу функциям аргументов и возврат ими значений. Структуры нельзя сравнивать. Инициализировать структуру можно списком константных значений ее элементов; автоматическую структуру также можно инициализировать присваиванием.

Чтобы лучше познакомиться со структурами, напишем несколько функций, манипулирующих точками и прямоугольниками. Возникает вопрос: а как передавать функциям названные объекты? Существует по крайней мере три подхода: передавать компоненты по отдельности, передавать всю структуру целиком и передавать указатель на структуру. Каждый подход имеет свои плюсы и минусы.

Первая функция, makepoint, получает два целых значения и возвращает структуру point.

/* makepoint: формирует точку по компонентам x и y */

struct point makepoint(int х, int у) {

struct point temp;

temp.x = х;

temp.у = у;

return temp;

}

Заметим: никакого конфликта между именем аргумента и именем элемента структуры не возникает; более того, сходство подчеркивает родство обозначаемых им объектов.

Теперь с помощью makepoint можно выполнять динамическую инициализацию любой структуры или формировать структурные аргументы для той или иной функции:

struct rect screen;

struct point middle;

struct point makepoint(int, int);

screen.pt1 = makepoint(0, 0);

screen.pt2 = makepoint(XMAX, YMAX);

middle = makepoint((screen.pt1.x + screen.pt2.x)/2, (screen.pt1.y + screen.pt2.y)/2);

Следующий шаг состоит в определении ряда функций, реализующих различные операции над точками. В качестве примера рассмотрим следующую функцию:

/* addpoint: сложение двух точек */

struct point addpoint(struct point p1, struct point p2)

{

p1.x += p2.x;

p1.y += p2.y;

return p1;

}

Здесь оба аргумента и возвращаемое значение - структуры. Мы увеличиваем компоненты прямо в р1 и не используем для этого временной переменной, чтобы подчеркнуть, что структурные параметры передаются по значению так же, как и любые другие.

В качестве другого примера приведем функцию ptinrect, которая проверяет: находится ли точка внутри прямоугольника, относительно которого мы принимаем соглашение, что в него входят его левая и нижняя стороны, но не входят верхняя и правая.

/* ptinrect: возвращает 1, если p в r, и 0 в противном случае */

int ptinrect(struct point р, struct rect r) {

return p.x > = r.pt1.x & & p.x < r.pt2.x & & p.y > = r.pt1.y & & p.y < r.pt2.y;

}

Здесь предполагается, что прямоугольник представлен в стандартном виде, т.е. координаты точки pt1 меньше соответствующих координат точки pt2. Следующая функция гарантирует получение прямоугольника в каноническом виде.

#define min(a, b) ((a) < (b)? (a): (b))

#define max(a, b) ((a) > (b)? (a): (b))

/* canonrect: канонизация координат прямоугольника */

struct rect canonrect(struct rect r)

{

struct rect temp;

temp.pt1.x = min(r.pt1.x, r.pt2.x);

temp.ptl.y = min(r.pt1.y, r.pt2.у);

temp.pt2.x = max(r.pt1.x, r.pt2.x);

temp.pt2.y = max(r.pt1.y, r.pt2.y);

return temp;

}

Если функции передается большая структура, то, чем копировать ее целиком, эффективнее передать указатель на нее. Указатели на структуры ничем не отличаются от указателей на обычные переменные. Объявление

struct point *pp;

сообщает, что pp - это указатель на структуру типа struct point. Если pp указывает на структуру point, то *pp - это сама структура, а (*pp).x и (*pp).y - ее элементы. Используя указатель pp, мы могли бы написать

struct point origin, *pp;

pp =& origin;

printf(" origin: (%d, %d)\n", (*pp).x, (*pp).y);

Скобки в (*pp).x необходимы, поскольку приоритет оператора. выше, чем приоритет *. Выражение *pp.x будет проинтерпретировано как *(pp.x), что неверно, поскольку pp.x не является указателем.

Указатели на структуры используются весьма часто, поэтому для доступа к ее элементам была придумана еще одна, более короткая форма записи. Если p - указатель на структуру, то

р-› элемент-структуры

есть ее отдельный элемент. (Оператор -› состоит из знака -, за которым сразу следует знак ›.) Поэтому printf можно переписать в виде

printf(" origin: (%d, %d)\n", pp-›х, pp-›y);

Операторы. и -› выполняются слева направо. Таким образом, при наличии объявления

struct rect r, *rp = & r;

следующие четыре выражения будут эквивалентны:

r.pt1.x rp-›pt1.x (r.pt1).x (rp-›pt1).x

Операторы доступа к элементам структуры. и -› вместе с операторами вызова функции () и индексации массива [] занимают самое высокое положение в иерархии приоритетов и выполняются раньше любых других операторов. Например, если задано объявление

struct {int len; char *str; } *p;

то

++p-›len

увеличит на 1 значение элемента структуры len, а не указатель p, поскольку в этом выражении как бы неявно присутствуют скобки: ++(p-›len). Чтобы изменить порядок выполнения операций, нужны явные скобки. Так, в (++р)-›len, прежде чем взять значение len, программа прирастит указатель p. В (р++)-›len указатель p увеличится после того, как будет взято значение len (в последнем случае скобки не обязательны).

По тем же правилам *p-›str обозначает содержимое объекта, на который указывает str; *p-›str++ прирастит указатель str после получения значения объекта, на который он указывал (как и в выражении *s++), (*p-›str)++ увеличит значение объекта, на который указывает str; *p++-›str увеличит p после получения того, на что указывает str.