 |
Контрольные вопросы. Лабораторная работа № 3-4. «Использование структур и связных списков». Краткие теоретические и учебно-методические материалы
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Как осуществляется передача аргументов по ссылке?
2. Перечислите операции над строками и приведите примеры их прототипов.
3. Что такое разыменовывание указателя?
4. За что отвечает функция getchar()?
5. Как осуществляется объявление символьных строк на языке Си?
Лабораторная работа № 3-4
«Использование структур и связных списков»
Цель работы: закрепление практических навыков в работе со структурами и связными списками языка Cи, обеспечении функциональной модульности.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
Студент должен
уметь:
- осуществлять разработку кода программного модуля на современных языках программирования;
- создавать программу по разработанному алгоритму как отдельный модуль;
знать:
- основные этапы разработки программного обеспечения;
- основные принципы технологии структурного и объектно-ориентированного программирования.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы
по теме лабораторной работы
Список членов структуры носит название шаблона (template). Структура на самом деле не определяет никаких переменных. Члены структуры сами по себе не являются переменными, они представляют собой компоненты одной или нескольких переменных. Такие переменные называются структурными переменными и должны быть определены как имеющие тип соответствующей структуры. Шаблон определяет эти компоненты и говорит компилятору, сколько памяти следует зарезервировать для каждой структурной переменной.
Ключевое слово struct указывает компилятору на то, что он имеет дело со структурой, а тип записи определяет шаблон, к которому относится переменная. Следом за типом записи идет имя переменной, которое будет использоваться в программе.
|
|
|
Если до начала работы с данными невозможно определить, сколько памяти потребуется для хранения, память выделяется по мере необходимости отдельными блоками, связанными друг с другом с помощью указателей. Такой способ организации данных называется динамическими данными, поскольку их размер изменяется во время выполнения программы. Динамические данные могут занимать несмежные участки оперативной памяти.
Элемент динамического данного, часто называемый узлом, представляет собой структуру, содержащую по крайней мере два поля: для хранения данных (информационная часть узла) и для указателей (адресная часть узла). Полей данных и указателей может быть несколько. Поля данных могут быть любого типа. Описание простейшего элемента (узла) выглядит следующим образом:
struct Node
{ Data d; // информационная часть узла
// тип данных Data должен быть определен ранее
Node *next; // адресная часть узла
};
Самый простой способ связать элементы – сделать так, чтобы каждый элемент содержал адрес следующего. Такие динамические данные называются односвязным списком.
Над списками можно выполнять следующие операции:
· добавление элемента в конец списка;
· удаление элемента из списка;
· начальное формирование списка;
· просмотр (вывод) списка.
Пример: Для заданной прикладной области разработать описание объектов этой области. Разработать процедуры, реализующие базовые операции над этими объектами, в том числе:
текстовый ввод-вывод (консольный и файловый);
присваивание;
задание константных значений;
сравнение (не менее 2-х типов).
Процедуры и описания данных должны составлять отдельный модуль (модуль типа данных).
|
|
|
Подготовить на магнитном носителе файл исходных данных, содержащих не менее 10 значений конкретных объектов.
Используя процедуры и описания модуля типа данных, разработать программу, обеспечивающую ввод исходных данных из первого файла данных в память и хранение их в памяти в виде связного списка, сортировку списка по алфавитному и по числовому параметру.
Для каждой области перечислены параметры объекта. Среди параметров обязательно есть ключевое алфавитное поле (например, фамилия), которое идентифицирует объект, у каждого объекта имеется также одно или несколько числовых полей, по которым вероятны обращения к объекту. Набор характеристик может быть расширен и усложнен по усмотрению исполнителя.
" База данных" в оперативной памяти представляется в виде однонаправленного линейного списка. Структура элемента списка содержит четыре поля:
struct _emlp{
char name[25]; /* Ф. И. О. */
int grade; /* Должность */
int hight; /* Звание */
struct _emlp *next; /* Указатель на следующий элемент */
};
Для сокращения записи определяем текст struct _emlp как _emlp:
#define emlp struct _emlp
Программное изделие выполняется в виде одного программного модуля, файла LAB2. C, в котором размещаются данные, функция main и вспомогательные функции.
Общими переменными программы являются:
struct _emlp *emlph=NULL; /* указатель на начало списка */
char fname[]=" D_STRUCT. DA1"; /* имя файла для хранения списка */
Функция main В функции main введена дополнительная структура, которая описывает меню. Ее полями являются:
op - номер элемента меню;
*(opf) - адрес соответствующей функции обработки.
Основой функции main является цикл for в котором и осуществляется работа с базой данных. Сначала вертикально выводятся пункты меню, затем пользователю предлагается ввести код операции, которую он хочет проделать над базой. После чего производится вызов соответствующей функции обработки.
Рассмотрим подробнее эту операцию. В цикле перебираются все возможные значения номера меню (их всего 10) и идет сравнение ранее введенного номера с текущим, если они совпали, то по адресу, записанному в поле *(opf) элемента массива структуры меню с текущим номером, вызывается функция обработки:
|
|
|
for (i=0; i< 10; i++){
if (opcode==m[i]. op) {
if (m[i]. opf()==1) eoj=1;
break;
}
По завершению работы функции производится выход из внутреннего цикла for и вся последовательность действий повторяется заново. Выход из внешнего цикла и соответственно из программы осуществляется при выборе последнего пункта меню с помощью функции exit.
/********************* Файл LAB2. C ****************************/
/* Для сокращения записи типа структуры введем следующую константу */
#define emlp struct _emlp
/* Функция печати списка */
int f_print();
/* Функция ввода списка */
int f_input();
/* Добавление элемента в список */
int f_add();
/* Уничтожение элемента списка */
int f_delete();
/* Изменение значения полей элемента списка */
int f_change();
/* Функция сортировки списка */
int f_sort();
/* Функция сохранения списка на диске */
int f_save();
/* Перезапись списка из файла в динамическую память */
int f_restore();
#include < stdio. h>
#include < alloc. h>
/* Описание структуры */
emlp{
char name[25]; /* Ф. И. О. */
int grade; /* Должность */
int hight; /* Звание */
emlp *next; /* Указатель на следующий элемент */
};
emlp *emlph=NULL; /* Начало списка */
char fname[]=" D_STRUCT. DA1"; /* Файл для хранения списка */
main() {
char eoj; /* Флаг окончания работы */
int i; /* Вспомогательная переменная */
/* Структура меню */
struct {
int op; /* Номер операции */
(*opf)(); /* Функция обработки */
} m[9] = {
{'1', f_print}, {'2', f_input}, {'3', f_add},
{'4', f_delete}, {'5', f_change}, {'6', f_sort},
{'7', f_save}, {'8', f_restore}, {'0', }
};
int opcode; /* Код операции */
for (; ; ) { /* Пока не конец работы */
clrscr(); /* Очистка экрана */
printf(" 1. Print\n" ); /* Вывод пунктов меню на экран */
printf(" 2. Input\n" );
printf(" 3. Add\n" );
printf(" 4. Delete\n" );
printf(" 5. Change\n" );
printf(" 6. Sort\n" );
printf(" 7. Save\n" );
printf(" 8. Restore\n" );
printf(" 0. Quit\n" );
printf(" Enter operation code > " ); /* Запрос на ввод номера
пункта для выполнения */
opcode=getche(); /* Ввод номера пункта */
putchar('\n');
if (opcode! ='0') { /* выход из программы,
если выбран QUIT */
printf(" Press any key... " );
getch();
exit(0);
}
for (i=0; i< 10; i++){ /* Запуск соответствующей функции
|
|
|
обработки */
if (opcode==m[i]. op) {
if (m[i]. opf()==1) exit(0);
break;
}
}
}
/**************** Функция вывода списка на экран ****************/
f_print() {
emlp *a; /* Указатель на структуру */
int i, j;
/* Если списка нет в памяти, то вывод соотвтствуюшего
сообщения */
/* Иначе - вывод всего списка на экран */
if (emlph==NULL) printf(" List empty\n" );
else {
for (a=emlph, i=1, j=1; a! =NULL; a=a-> next, j++, i++) {
printf(" #%-2d %-10s %-4d %-4d\n",
i, a-> name, a-> grade, a-> hight);
if (j==20){
printf(" Press any key for continue... \n" );
getch();
j=1;
}
}
printf(" ======= end of list ========\n" );
}
return 0;
}
/*********** Функция ввода элементов списка **********************/
f_input() {
int cc;
printf(" Enter name=* for end of stream\n" );
/* Конец ввода - при вводе '*' вместо имени */
while (! (cc=f_add())); /* Вызов функции добавления */
return cc;
}
/************* Добавление элемента в список *********************/
int f_add() {
emlp *a, *b;
char ss[40];
int i=1;
/* Если список существует, осуществляем вставку элемента */
if (emlph! =NULL)
for (i++, a=emlph; a-> next! =NULL; a=a-> next, i++);
/* Приглашение к вводу */
printf(" Line #%d. Enter: name grade hight > ", i);
scanf(" %s", ss);
if (ss[0]=='*') return 2;
/* Выделение памяти под новый элемент */
b=(emlp *)malloc(sizeof(emlp));
strcpy(b-> name, ss);
scanf(" %d %d", & (b-> grade), & (b-> hight));
b-> next=NULL;
/* Элемент вставляется после головы списка или в начало,
если список пустой */
if (emlph==NULL) emlph=b;
else a-> next=b;
return 0;
}
/************ Функция сохранения списка на диске *****************/
f_save() {
FILE *dat;
emlp *a;
dat=fopen(fname, " w" ); /* Открытие файла на запись */
/* Запись в файл осуществляется полями */
for (a=emlph; a! =NULL; a=a-> next)
fprintf(dat, " %s %d %d\n", a-> name, a-> grade, a-> hight);
/* В конце файла - спецкод '***' */
fprintf(dat, " ***\n" );
fclose(dat); /* Закрытие файла */
return 0;
}
/****** Перезапись списка из файла в динамическую память ********/
f_restore() {
FILE *dat;
char ss[40];
emlp *a, *b;
/* Открытие файла для чтения, если файл не найден-вывод
соответствующего сообщения */
if ((dat=fopen(fname, " r" ))==NULL) {
printf(" File not found: %s\n", fname);
return 1;
}
else {
emlph=NULL;
do {
/* Чтение из файла по полям пока не дошли до
спецкода '* '*/
fscanf(dat, " %s", ss);
if (ss[0]! ='*') {
/* Выделение памяти под новый элемент */
b=(emlp *)malloc(sizeof(emlp));
if (emlph==NULL) emlph=b;
else a-> next=b;
strcpy(b-> name, ss);
fscanf(dat, " %d %d\n", & (b-> grade), & (b-> hight));
b-> next=NULL;
a=b;
}
} while (ss[0]! ='*');
fclose(dat); /* Закрытие файла */
}
return 0;
}
/*************** Функция сортировки списка ***********************/
f_sort() {
int n;
emlp *a, *b, *c;
/* Если список пустой или в нем один элемент,
то выход из функции */
if ((emlph==NULL)||(emlph-> next==NULL)) return 0;
/* Сортировка списка методом " пузырька" */
for (n=1; n; ) {
|
|
|
n=0;
for (a=emlph, b=emlph-> next; b! =NULL; )
if (strcmp(a-> name, b-> name)> 0) {
a-> next=b-> next; b-> next=a;
if (a==emlph) emlph=b;
else c-> next=b;
c=b; b=a-> next;
n=1;
}
else {
c=a; a=b; b=b-> next;
}
}
return 0;
}
/************ Ввод номера элемента *******************************/
int get_ln () {
int ln;
printf(" Enter line number > " );
do {
/* Ввод номера элемента и проверка его(если он меньше единицы-
выдается сообщение об ошибке */
scanf(" %d", & ln);
if (ln< 1) {
printf(" Illegial line number. Try again > " );
ln=0;
}
} while (! ln);
return ln;
}
/************* Уничтожение элемента списка ***********************/
f_delete () {
int ln;
emlp *a, *b;
/* Если списка нет в памяти, то вывод соотвтствуюшего
сообщения */
if (emlph==NULL) printf(" List empty\n" );
/* Иначе-ввод номера элемента с помощью функции GET_LN */
else {
ln=get_ln()-1;
if (! ln) {
/* Если номер корректен - переприсваивание указателей
и освобождение памяти */
a=emlph; emlph=a-> next; free(a);
}
else {
/* Иначе-??????? */
for(ln--, a=emlph; ln& & (a! =NULL); a=a-> next, ln--);
if (a! =NULL)
if ((b=a-> next)! =NULL) {
a-> next=b-> next; free(b);
}
}
}
return 0;
}
/********** Изменение значения полей элемента списка *************/
f_change() {
char ss[40];
int ln;
emlp *a;
ln=get_ln()-1; /* Ввод номера элемента */
for (a=emlph; ln & & a! =NULL; ln--, a=a-> next);
if (ln) return 0;
/* Вывод старых и ввод новых значений */
/* Запись новых значений в список */
printf(" Old name = %s New name > ", a-> name);
gets(ss);
gets(ss);
if (*ss) strcpy(a-> name, ss);
printf(" Old grade = %d New grade > ", a-> grade);
gets(ss);
if (*ss) sscanf(ss, " %d", & (a-> grade));
printf(" Old hight = %d New hight > ", a-> hight);
gets(ss);
if (*ss) sscanf(ss, " %d", & (a-> hight));
return 0;
}
Задания для лабораторной работы:
Для заданной прикладной области разработать описание объектов этой области. Разработать процедуры, реализующие базовые операции над этими объектами, в том числе:
текстовый ввод-вывод (консольный и файловый);
присваивание;
задание константных значений;
сравнение (не менее 2-х типов).
Процедуры и описания данных должны составлять отдельный модуль (модуль типа данных). Используя процедуры и описания модуля типа данных, разработать программу, обеспечивающую ввод исходных данных из первого файла данных в память и хранение их в памяти в виде связного списка, сортировку списка по алфавитному и по числовому параметру.
Для каждой области перечислены параметры объекта. Среди параметров обязательно есть ключевое алфавитное поле (например, фамилия), которое идентифицирует объект, у каждого объекта имеется также одно или несколько числовых полей, по которым вероятны обращения к объекту.
1 Отдел кадров фамилия сотрудника, имя, отчество, должность, стаж работы, оклад
2 Красная книга вид животного, род, семейство, место обитания, численность популяции
3 Производство обозначение изделия, группа к которой оно относится, год выпуска, объем выпуска, расход металла
4 Персональные ЭВМ фирма-изготовитель, тип процессора, тактовая частота, емкость ОЗУ, емкость жесткого диска
5 Библиотека автор книги, название, год издания, код УДК, цена, количество в библиотеке
6 Спутники планет название, название планеты-хозяина, год открытия, диаметр, период обращения
7 Радиодетали обозначение, тип, номинал, количество на схеме, обозначение возможного заменителя
8 Текстовые редакторы наименование, фирма-изготовитель, количество окон, количество шрифтов, стоимость
9 Телефонная станция номер абонента, фамилия, адрес, наличие блокиратора, задолженность
10 Быт студентов фамилия студента, имя, отчество, факультет, размер стипендии, число членов семьи
11 Спортивные соревнования фамилия спортсмена, имя, команда, вид спорта, зачетный результат, штрафные очки
12 Соревнование факультетов по успеваемости факультет, количество студентов, средний балл по факультету, число отличников, число двоечников
13 С/х работы фамилия студента, имя, отчество, факультет, вид работ, заработок
14 Сельхозработы наименование с/х предприятия, вид собственности, число работающих, основной вид продукции, прибыль
15 Сведения о семье фамилия студента, имя, отчество, факультет, специальность отца, специальность матери, количество братьев и сестер
16 Скотоводство вид животных, количество особей в стаде в возрасте до 1 года, количество особей 1 - 3 лет, свыше 3 лет, смертность в каждой группе, рождаемость
17 Микросхемы памяти обозначение, разрядность, емкость, время доступа, количество на схеме, стоимость
18 Описание изображения тип фигуры (квадрат, окружность и т. п. ), координаты на плоскости, числовые характеристики (длина строрны, радиус и т. п. ).
19 Лесное хозяйство наименование зеленого массива, площадь, основная порода, средний возраст, плотность деревьев на кв. км
20 Городской транспорт вид транспорта, номер маршрута, начальная остановка, конечная остановка, время в пути
21 Университет ФИО и должность преподавателя, названиепредмета, количество часов, тип контроля
22 Оптовая база название товара, количество на складе, стоимость единицы, название поставщика, срок поставки
23 Сеть магазинов номер, название, адрес, телефон магазина, ФИО, адрес, капитал владельцев магазина.
24 Авторемонтные мастерские номер, марка, мощность и цвет автомобиля, ФИО и квалификация механика, тип работ
25 Зоопарк вид животного, кличка, возраст, категория редкости, вес, суточный рацион мяса, овощей, молока
26 Договорная деятельность организации шифр договора, наименование организации, наименование контрагента сроки выполнения, сумма договора, вид договора.
27 Поликлиника ФИО и дата рождения пациента, ФИО, должность и специализация лечащего врача, диагноз
28 Домоуправление номер квартиры, общая площадь, полезная площадь, количество комнат, фамилия квартиросъемщика, количество членов семьи, количество детей в семье, есть ли задолженность по квартплате
29 Аэропорт номер рейса, пункт назначения, день рейса, тип самолета, время вылета, время в пути, является ли маршрут международным,
30 Шахматы ФИО спортсмена, дата рождения, страна, спортивный разряд, участвовал ли в борьбе за звание чемпиона мира, рейтинг,
31 Ипподром кличка лошади, масть, возраст, рейтинг, вид забега, фамилия наездника, занятое место
32 Малые планеты Название, название планеты-хозяина (для спутников), дата открытия, диаметр, период обращения
33 Автотранспортное предприятие номерной знак автомобиля, марка, техническое состояние, грузоподъемность, расход топлива, табельный номер и ФИО закрепленного водителя водителя
34 Мобильные устройства Производитель, цена, ОС, количество ядер, поддержка 4G, цвет.
35 Телевизор Производитель, частота обновления, поддержка SMART TV, стоимость, количество портов USB, диагональ.
|
|
|
