Програмування (КН) 2 ☑️: LW4_ауд1_Об'єднання та їх використання

Головна Календар Всі курси Кафедри Студентам ЦДТН

Відкрито з: неділя, 2 лютого 2025, 00:00

Термін виконання: вівторок, 7 квітня 2026, 00:00

Об'єднання та їх використання

Мета роботи. Метою роботи є формування практичних навичок використання об’єднань (union) у мові програмування С, ознайомлення з особливостями їх оголошення, ініціалізації та використання, а також аналіз відмінностей між структурами та об’єднаннями при роботі з пам’яттю.

Теоретичні відомості

У мові програмування С для організації складних типів даних широко використовуються структури (struct) та об’єднання (union).

Структури (struct) дозволяють об’єднувати різні типи даних, при цьому кожен елемент має власне місце в пам’яті.

Як і звичайними масивами простих типів, так само можна оперувати масивами структур, елементи якого мають структурований тип. Розглянемо наочний зразок, який ілюструє оголошення масиву структур:

typedef struct Date {
int d; /* день */
int m; /* мiсяць */
int y; /* рiк */
} Date;
Date arr[100];

Вище було оголошено масив arr, що складається із 100 елементів, кожний з яких має тип Data. Кожний елемент масиву - це окрема змінна типу Data, що складається із трьох цілих елементів - d, m, y.
Доступ до полів структури аналогічний доступу до звичайних змінних, плюс використання індексу номеру елементу у квадратних дужках:

arr[25].d=24;
arr[12].m=12;

Можна оголосити одну структуру в іншій структурі.

Приклад:

struct Dot{
float x;
float y; };

struct Rectan{
Dot a;
Dot b;
char color[10];
};

Використати такі структури можна наступним чином:

Rectan r;
strcpy(Rectan.color,"red");
r.a.x = 10;
r.a.y = 20;
r.b.x = 100;
r.b.y = 200;

Об'єднання

Об’єднання (union) — це складний тип даних, який дозволяє зберігати різні типи даних в одній області пам’яті. На відміну від структури, де кожен елемент має власну область пам’яті, усі поля об’єднання займають спільну область пам’яті, а отже в один момент часу може зберігатися лише одне значення.

Приклад оголошення об’єднання:

union Data {
int i;
float f;
char str[20];
};

Розмір об’єднання дорівнює розміру найбільшого з його полів.

Ключова відмінність:

struct → кожне поле має свою пам’ять;
union → всі поля використовують одну пам’ять.

Бітові поля

Бітові поля дозволяють ефективно використовувати пам’ять, задаючи кількість бітів для зберігання значення.

Приклад:

struct Flags {
unsigned int isActive : 1;
unsigned int isVisible : 1;
unsigned int priority : 3;
};

Тут:

isActive займає 1 біт;
priority - 3 біти.

Бітові поля широко застосовуються в:

системному програмуванні;
вбудованих системах;
роботі з апаратними регістрами.

Хід виконання роботи

1 Ознайомитися з теоретичними відомостями.

2. Завдання 1. Робота зі структурами та об’єднаннями

Пошук за датою. Створити масив з 10 елементів типу Date. Заповнити масив датами. Реалізувати функцію, яка знаходить і виводить усі дати, які припадають на певний місяць, заданий користувачем.

Оголосити структуру Date, що містить:
- день;
- місяць;
- рік.
Створити масив із 10 елементів типу Date.
Реалізувати функцію, яка:
- приймає масив;
- виводить всі дати, що відповідають заданому місяцю.

2. Завдання 2. Розробити програму з використання об’єднань

Бібліотека книг. Створити масив структур Book, які містять назву, рік видання та тип даних union для зберігання або кількості сторінок, або рейтингу книги (на вибір користувача). Вивести книги, у яких рік видання після 2000-го..

Оголосити об’єднання:

union Info {
int pages;
float rating;
};

Створити структуру Book:
- назва;
- рік;
- об’єднання Info.
Створити масив книг.
Вивести книги, видані після 2000 року.

Приклад виконання.

Каталог товарів. Створити структуру Товари (Prod) з полями: name, price, category (використати enum - наприклад, - їжа , електротовари, одяг) та union для зберігання ваги (в кг), потужності (в Вт) або розмір, в залежності від категорії. Ввести дані про товари, і реалізувати пошук найдешевших товарів у кожній категорії.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define N 7 //Кількість товарів можна задавати довільно

Оголошення основних типів даних та формування власної функції для виводу:

Головна програма починається з вибору варіанту вводу:

Формування блоку вводу даних:

Формування блоку пошуку найдешевших товарів у категоріях:

Виведення отриманих результатів:

Результат виконання:

Контрольні питання та вправи для самоперевірки

Що таке об’єднання (union) у мові С?
У чому різниця між struct та union?
Як визначається розмір union?
Що таке enum і як він використовується?
Як працює спільна пам’ять у union?
Які переваги та недоліки union?

При захисті роботи студенти відповідають на контрольні запитання, наведені в кінці кожної роботи.

Критерії оцінювання: Аудиторна робота – 5 балів.

✔ 5 балів – повністю виконані всі завдання, код працює без помилок, є аналіз
✔ 4 бали – незначні помилки або неповний аналіз
✔ 3 бали – виконано частково
✔ 2 бали – значні помилки
✔ 1 бал – мінімальне виконання
✔ 0 балів – робота не виконана