Nickolay.info. Алгоритмы. Работаем с составными типами данных C++ |
Напишем небольшое учебное приложение, которое будет использовать основные составные типы данных, которые есть в C++ - структуру, в том числе, с битовыми полями, объединение union
, перечисление enum
.
Пусть наше приложение работает со со структурой person
(человек), описывающей базовые анкетные данные - фамилию, социальный статус, серию и номер паспорта, дату рождения (или любую другую дату, неважно).
Для социального статуса естественно использовать перечисление - не определён, иждивенец, учащийся, работающий, пенсионер:
typedef enum status { undefined, dependent, pupil, working, pensioner };
К сожалению, константы перечисления воспринимаются компилятором как целые числа и вывести их как строки просто так нельзя. Первый пришедший в голову выход - написать функцию, которая возвращает нужную строку социального статуса. В этом можно увидеть некое дублирование информации, но все другие решения зато будут намного сложнее:
char *get_status (status s) { char *status_strings[] = { "undefined", "dependent", "pupil", "working", "pensioner" }; return status_strings[s]; }
Паспорт опишем отдельной структурой, для 4-значной серии хватит обычного типа int
, а вот 6-значный номер потребует уже long int
:
typedef struct passport { unsigned int series; unsigned long int number; };
Чтобы проиллюстрировать работу с битовыми полями, будем хранить дату упакованной по битам в отдельной структуре. Для дня месяца (возможные значения 1-31) отведём старшие 5 бит, следующие 4 бита будут хранить номер месяца от 1 до 12, младшие 7 бит останутся для года - структура с битовыми полями должна занимать целое число байт, мы ограничимся двумя. В 7 бит "влезет" всего 128 значений лет (28 = 128), поэтому поступим как разработчики Unix - "началом отсчёта" сделаем 1970-й год, который примем за ноль. Тогда нам хватит значений дат до 2098 года.
typedef struct date { unsigned int day :5; unsigned int month :4; unsigned int year :7; //Год 1970=0...до 2098 };
Теперь пригодится и union
- возможно, в разных контекстах нам придётся работать со структурой date
и как с обычным числом (например, при записи в базу данных или чтении из неё) и как с отдельными значениями "день-месяц-год". Сделать этот процесс удобным позволит вот такое маленькое объединение:
union udate { date d; unsigned int u; };
Теперь всё готово для того, чтоб описать основную структуру. Она будет состоять сплошь из подчинённых структур, если не считать указателя на char
для хранения фамилии:
typedef struct person { char *name; //если сразу name[30] - не пришлось бы выделять память под name status status; passport passport; date date; };
Служебная функция error
будет печатать нужное сообщение msg
и ждать нажатия Enter, чтоб выйти из программы:
void error (char *msg) { puts ("\n"); puts (msg); puts ("\nEnter to EXIT"); fflush (stdin); getchar(); exit(0); }
А весь остальной текст программы расположим прямо в функции main
, вот она, с комментариями всех действий:
void main () { const int maxrecords=5; //Максимальное число записей person p[maxrecords]; //Массив структур - наши записи о людях char buf[128],name[40]; //Буфер для чтения строки базы и отдельно - имени, т.к. память будет выделяться FILE *f=fopen ("data.txt","r+t"); //"Базой" будет текстовый файл data.txt из текущей папки if (f==NULL) error("Can't open data.txt"); //Если не удалось открыть - выходим int count=0; //Счётчик записей while (1) { //Так лучше при чтении тектового файла под Windows без Ctrl+Z в конце fgets (buf,128,f); //Читаем сразу строку sscanf (buf,"%s %d %d %ld %u",name,&p[count].status,&p[count].passport.series,&p[count].passport.number, &p[count].date); //И разбираем её по полям структуры p[count].name = new char[strlen(name)+1]; //Выделяем память под поле "имя" if (p[count].name==NULL) { //Если не удалось выделить память - выходим sprintf (buf,"No memory for rec. no. %d",count+1); error (buf); } strcpy(p[count].name,name); //Переписываем в поле "имя" из буфера count++; if (feof(f) || count>maxrecords-1) break; //Если кончились записи или достигнут предел - прервать } //Допишем в файл 1 запись, если нет последней записи с именем Newname if (count && strcmp(p[count-1].name,"Newname")) { udate d = { 22, 1, 2013-1970 }; fseek (f, 0, SEEK_END); fprintf (f, "\n%s %d %d %ld %u","Newname",1,5004,456789,d.u); } fclose (f); //Напечатать прочитанный из файла массив записей p for (int i=0; i<count; i++) printf ("\n%d. %s, %s, %04u %06lu, %02d.%02d.%d", i+1, p[i].name, get_status(p[i].status),p[i].passport.series,p[i].passport.number,p[i].date.day, p[i].date.month,p[i].date.year+1970); error (""); }
Файл data.txt
может быть, например, таким:
Ivanov 0 5014 123456 21745 Petrov 1 5102 432567 23111
Я лично вижу в этой программе один недостаток - мы ввели собственный формат (пресловутую структуру с битовыми полями), но не предусмотрели функций для конвертирования формата во что-нибудь более удобоваримое :) Так что рискуем получить, к примеру, 21-е число 14-го месяца, если передадим в базу какое-нибудь неподходящее для разбора на битовые поля целое число.
Поэтому напишем небольшую утилиту, которая решит эту проблему с помощью методов date_to_int
и int_to_date
. Для проверки используем 1 января 2013 года, она же число 2219. Вывод текста в консоль сделаем, для разнообразия, через библиотеку iostream
.
#include <iostream.h> typedef struct date { unsigned int day :5; unsigned int month :4; unsigned int year :7; }; unsigned int date_to_int (date d) { return (d.day<<11)|(d.month<<7)|(d.year & 0x007F); } date int_to_date (unsigned int n) { date d; d.day=(n&0xF800)>>11; d.month=(n&0x0780)>>7; d.year=n&0x007F; return d; } void main () { date d = { 1, 1, 2013-1970 }; cout << "\n" << date_to_int(d); d=int_to_date (2219); cout << "\n" << d.day << "." << d.month << "." << d.year+1970; cin.get(); }
Отмечу, что наш формат неудачен тем, что большему числу не обязательно соответствует более поздняя дата. Попробуйте исправить это, поменяв местами порядок дня, месяца и года в описании битовой структуры и переписав соответствующие куски кода (есть вот тут) .
Скачать архив ZIP с файлами из этой статьи (2 Кб)
гостевая; E-mail |