7️⃣ Структуры и объединения: пользовательские типы данных

Структуры и объединения в C++ позволяют создавать собственные типы данных, которые могут содержать несколько различных данных.

Эти пользовательские типы данных помогают организовать код и управлять сложными структурами данных.

1. Структуры

Структуры (struct) позволяют объединять несколько переменных (членов) разных типов под одним именем.

Это удобно для создания более сложных типов данных.

Объявление и определение структуры

#include <iostream>
#include <string>

struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};

int main() {
    Person person1;
    person1.name = "Иван";
    person1.age = 30;
    person1.height = 1.80;

    std::cout << "Имя: " << person1.name << std::endl;
    std::cout << "Возраст: " << person1.age << std::endl;
    std::cout << "Рост: " << person1.height << " м" << std::endl;

    return 0;
}

Инициализация структуры

Структуру можно инициализировать при объявлении.

#include <iostream>

struct Rectangle {
    int width;
    int height;
};

int main() {
    Rectangle rect = {10, 20}; // Инициализация структуры

    std::cout << "Ширина: " << rect.width << std::endl;
    std::cout << "Высота: " << rect.height << std::endl;

    return 0;
}

Функции, работающие со структурами

Функции могут принимать структуры в качестве параметров и возвращать их.

#include <iostream>

struct Point {
    int x;
    int y;
};

void printPoint(const Point &p) {
    std::cout << "Точка: (" << p.x << ", " << p.y << ")" << std::endl;
}

Point createPoint(int x, int y) {
    Point p;
    p.x = x;
    p.y = y;
    return p;
}

int main() {
    Point p1 = createPoint(5, 10);
    printPoint(p1);

    return 0;
}

2. Объединения

Объединения (union) позволяют хранить различные типы данных в одной и той же области памяти.

В отличие от структур, объединения используют одну и ту же память для всех своих членов, что делает их более экономичными по памяти, но только один член может быть активен в любой момент времени.

Объявление и определение объединения

#include <iostream>

union Data {
    int i;
    float f;
    char c;
};

int main() {
    Data data;

    data.i = 10;
    std::cout << "Data.i: " << data.i << std::endl;

    data.f = 220.5;
    std::cout << "Data.f: " << data.f << std::endl; // Перепишет данные

    data.c = 'A';
    std::cout << "Data.c: " << data.c << std::endl; // Перепишет данные

    return 0;
}

Доступ к членам объединения

При использовании объединения нужно учитывать, что при присвоении значения одному члену, другие члены могут быть изменены или невалидны.

#include <iostream>

union Value {
    int intValue;
    double doubleValue;
};

int main() {
    Value v;
    v.intValue = 42;
    std::cout << "intValue: " << v.intValue << std::endl;

    v.doubleValue = 3.14;
    std::cout << "doubleValue: " << v.doubleValue << std::endl; // intValue теперь не определён

    return 0;
}

Использование объединений в структурах

Объединения можно использовать в структурах, чтобы создавать сложные типы данных.

#include <iostream>

struct Data {
    int type;
    union {
        int intValue;
        float floatValue;
        char charValue;
    } value;
};

int main() {
    Data d;
    d.type = 1; // Тип данных
    d.value.intValue = 100;

    if (d.type == 1) {
        std::cout << "intValue: " << d.value.intValue << std::endl;
    }

    d.type = 2;
    d.value.floatValue = 99.9;

    if (d.type == 2) {
        std::cout << "floatValue: " << d.value.floatValue << std::endl;
    }

    return 0;
}

Заключение

Структуры позволяют объединять переменные различных типов и использовать их как единое целое.

Они полезны для организации данных и группировки связанных данных.

Объединения позволяют экономить память, храня разные типы данных в одной и той же области памяти, но только один из них может быть активен в любой момент времени.

Они удобны для ситуаций, когда нужно работать с различными типами данных, но не одновременно.

Оба этих типа данных являются мощными инструментами для создания сложных и эффективных программ в C++.

Автор: Дуплей Максим Игоревич

Дата: 07.09.2024

Версия 1.0