Указатели на структуры

Для иллюстрации некоторых моментов, касающихся указателей на структуры и массивов структур, перепишем программу подсчета ключевых слов, пользуясь для получения элементов массива вместо индексов указателями.

Внешнее объявление массива keytab остается без изменения, a main и binsearch нужно модифицировать.

#include < stdio.h>

#include < ctype.h>

#include < string.h>

#define MAXWORD 100

int getword(char *, int);

struct key *binsearch(char *, struct key *, int);

/* подсчет ключевых слов Си: версия с указателями */

main()

{

char word[MAXWORD];

struct key *p;

while (getword(word, MAXWORD)! = EOF)

if (isalpha(word[0]))

if ((p = binsearch(word, keytab, NKEYS))! = NULL)

p-> count++;

for (p = keytab; p < keytab + NKEYS; p++)

if (p-> count > 0)

printf(" %4d %s\n", p-> count, p-> word);

return 0;

}

/* binsearch: найти слово word в tab[0]...tab[n-1] */

struct key *binsearch(char *word, struct key *tab, int n)

{

int cond;

struct key *low = & tab[0];

struct key *high = & tab[n];

struct key *mid;

while (low < high) {

mid = low + (high - low) / 2;

if ((cond = strcmp(word, mid-> word)) < 0)

high = mid;

else if (cond > 0)

low = mid + 1;

else

return mid;

}

return NULL;

}

Некоторые детали этой программы требуют пояснений. Во-первых, описание функции binsearch должно отражать тот факт, что она возвращает указатель на struct key, а не целое, это объявлено как в прототипе функции, так и в функции binsearch. Если binsearch находит слово, то она выдает указатель на него, в противном случае она возвращает NULL. Во-вторых, к элементам keytab доступ в нашей программе осуществляется через указатели. Это потребовало значительных изменений в binsearch. Инициализаторами для low и high теперь служат указатели на начало и на место сразу после конца массива. Вычисление положения среднего элемента с помощью формулы

mid = (low + high) / 2 /* НЕВЕРНО */

не годится, поскольку указатели нельзя складывать. Однако к ним можно применить операцию вычитания, и так как high-low есть число элементов, присваивание

mid = low + (high-low) / 2

превратит mid в указатель на элемент, лежащий посередине между low и high.

Самое важное при переходе на новый вариант программы - сделать так, чтобы не генерировались неправильные указатели и не было попыток обратиться за пределы массива. Проблема в том, что и & tab[-1], и & tab[n] находятся вне границ массива. Первый адрес определенно неверен, нельзя также осуществить доступ и по второму адресу. По правилам языка, однако, гарантируется, что адрес ячейки памяти, следующей сразу за концом массива (т. е. & tab[n]), в арифметике с указателями воспринимается правильно.

В главной программе main мы написали

for (р = keytab; р < keytab + NKEYS; р++)

Если p - это указатель на структуру, то при выполнении операций с р учитывается размер структуры. Поэтому р++ увеличит р на такую величину, чтобы выйти на следующий структурный элемент массива, а проверка условия вовремя остановит цикл.

Не следует, однако, полагать, что размер структуры равен сумме размеров ее элементов. Вследствие выравнивания объектов разной длины в структуре могут появляться безымянные " дыры". Например, если переменная типа char занимает один байт, а int - четыре байта, то для структуры

struct {

char с;

int i;

};

может потребоваться восемь байтов, а не пять. Оператор sizeof возвращает правильное значение.

Наконец, несколько слов относительно формата программы. Если функция возвращает значение сложного типа, как, например, в нашем случае она возвращает указатель на структуру:

struct key *binsearch(char *word, struct key *tab, int n)

то " высмотреть" имя функции оказывается совсем не просто. В подобных случаях иногда пишут так:

struct key *

binsearch(char *word, struct key *tab, int n)

Какой форме отдать предпочтение - дело вкуса. Выберите ту, которая больше всего вам нравится, и придерживайтесь ее.